Багато говорять про напругу в електричних колах, але що ж насправді являє собою ця електрична напруга? Які її типи та джерела?
Перегляньте електрообладнання у оптового продавця Onninen
Що таке напруга як величина в електриці?
Напруга — один з термінів, що використовуються у фізиці, а точніше в електриці, позначається символом U. У фізиці вона визначається як значення роботи, необхідної для передачі одиничного заряду між двома полями в електричному полі.
В електротехніці цей термін перекладається як різниця електричних потенціалів між двома точками в електричному колі.
Одиницею вимірювання напруги є вольт, позначений символом V. Напруга може мати різні джерела. Найчастіше вона генерується батареями, акумуляторами та спеціальними генераторами. Ці елементи відповідають за генерацію енергії, необхідної для переміщення зарядів у колі.
Термін "струм" часто використовується з напругою. Обидва тісно пов'язані, обидва стосуються вимірювання зарядів. Різниця полягає в тому, що напруга вимірює силу, яка змушує електрони текти по колі, тоді як струм вимірює швидкість потоку зарядів у колі. У той час як напруга відповідає за забезпечення енергії колом, струм вимірює величину струму, що протікає по кабелях та проводах .
Спеціальне електрообладнання використовується для вимірювання напруги та струму, що дозволяє безпечно оцінювати елементи кола. В електроустановках та мережах безпека є ключовою, тому категорія електротехніки пропонує не лише вимірювальні прилади, а й монтажні елементи.
Основні види напруги: постійна, змінна та змінна напруга
На практиці існує кілька варіантів електричних напруг. Це постійна, змінна та змінна напруга. Вони відрізняються своїми властивостями, головним чином тим, як змінюється значення напруги з часом, а також своїм застосуванням.
Постійний струм, який позначається як DC, характеризується тим, що він підтримує постійний рівень напруги з часом. Електричний струм завжди тече в одному напрямку і не змінює своєї полярності. Джерелом напруги в цьому випадку є, серед іншого, батареї або акумулятори, а також сонячні панелі або джерела живлення постійного струму. Оскільки він забезпечує постійний рівень напруги, він широко використовується в електронних пристроях, автомобілях або світлодіодних системах освітлення.
Другий тип – змінна напруга. У номенклатурі вона позначається як AC. Від попереднього варіанту вона відрізняється тим, що її значення змінюється з часом. Однак той факт, що струм постійно протікає в одному напрямку, не змінюється. На практиці постійна напруга використовується досить рідко, переважно в спеціалізованих системах. Використовується, наприклад, в інверторах та випрямних системах.
Іншим варіантом є змінна напруга. Як і змінна напруга, вона позначається символом AC. Вона відрізняється від попередніх тим, що з часом змінюється не тільки її значення, але й напрямок потоку. Зміни напрямку відбуваються ритмічно стосовно змін напруги. Цей тип напруги генерується, наприклад, генераторами змінного струму, електричними мережами або електростанціями. Змінна електрична напруга широко використовується. Вона дозволяє транспортувати енергію навіть на великі відстані. Використовується в електричних мережах, що постачають електроенергію до будинків та інших об'єктів через монтажні кабелі .
Інші типи електричних напруг у колах
Хоча найчастіше обговорюються постійна, змінна та змінна напруга, на практиці можна виділити й інші типи. Прикладом тут є пульсуюча напруга. Її характерною особливістю є те, що вона періодично змінюється, але її полярність залишається постійною. Пульсуюча напруга є одним з варіантів змінної напруги. Значення може коливатися від 0 до максимального значення системи. Джерелом цього типу напруги є перетворювачі струму або випрямні системи.
Іншим прикладом є трифазна напруга. Це один з варіантів змінної напруги, що характеризується тим, що існує три синусоїдальні напруги, і кожна з них має однакову частоту, і кожна з них зміщена відносно одна одної на 120°. Саме цей тип використовується, коли джерело струму має живити великі машини або промислове обладнання, а також електричні мережі, в яких окремі елементи кола відповідають за транспортування потужних навантажень.
Аналізуючи значення напруги струму, можна вказати на ще один тип - гармонічну напругу. Це збурення змінної напруги, частота якої кратна основній частоті мережі. Джерелом є електронні пристрої та електродвигуни. Гармонічна напруга негативно впливає на ефективність мережі, а також на пристрої, що працюють у ній, викликаючи серйозні порушення в коректній роботі приймачів та мереж живлення.