Eng Ru
Отправить письмо

Шаг 3. Что такое делитель напряжения? Что называют падением напряжения


Приложенное напряжение и падение напряжения на участке цепи.

Напряжения, действующие в электрических цепях, условно можно разделить на два типа:- приложенное к цепи напряжение;- падение напряжения на участках цепи или на всей цепи.Приложенное напряжение это напряжение, подведенное к цепи (рис. 1.).

Приложенное напряжение

Рисунок 1. Приложенное напряжение и падение напряжения на участке цепи.

Источник напряжения подключен к цепи, поток электронов перемещается от минуса к плюсу источника напряжения. Если источник напряжения имеет значение напряжения 12 вольт (например, автомобильная аккумуляторная батарея), то приложенное напряжение будет иметь значение так же 12 вольт.При движении потока электронов по цепи они встречает, как мы знаем, сопротивление. Таким образом, когда электроны проходят через нагрузку (или другие элементы цепи), то они теряют энергию. Та энергия, которую электроны отдали в нагрузку, называется падением напряжения на участке цепи . В основном эта энергия выделяется на нагрузке в виде тепла. Энергия, которая отдается в нагрузку, равна энергии сообщаемой электронам источником напряжения.Если автомобильный аккумулятор напряжением 12 вольт подключить к автомобильной 12 вольтовой лампе, то приложенное к цепи напряжение будет равно 12 вольт, а падение напряжения на лампе так же будет 12 вольт (рис. 2.). Энергия в объеме 100% потребляется в цепи.

Приложенное напряжение и падение напряжения на участке цепи

Рисунок 2. Пример приложенного напряжения в 12 В и падения напряжения на лампе.

Если к тому же 12-вольтовому автомобильному аккумулятору подключить две соединенные последовательно 6-вольтовые лампочки, то при том же приложенном напряжении в 12 В падение напряжение на лампочках будет по 6 вольт (рис. 3.). В этом случае все равно общее падение напряжение будет 12 вольт.

 

Приложенное напряжение и падение напряжения на участке цепи

Рисунок 3.

В другом случае если взять две лампочки на разное напряжение, к примеру на 9 и 3 вольта, и включить их последовательно в цепь с источником напряжения 12 вольт, то соответственно на 9-ти вольтовой лампочке будет падать 9 вольт, а на 3-х вольтовой 3 вольта (рис. 4.). Как и всегда общее падение напряжения на лампочках равно 12 вольт.Приложенное напряжение и падение напряжения на участке цепи

Рисунок 4.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Похожие материалы:

Добавить комментарий

www.sxemotehnika.ru

ПАДЕНИЕ И ПОТЕРЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ЛИНИИ

 
 
Рассмотрим векторную диаграмму для линейных напряжений в начале и в конце линии и . Очевидно, что эта векторная диаграмма подобна диаграмме для фазных напряжений в начале и в конце линии
и , рассмотренной ранее

 

Рис. 2.8. К оценке падения и потери напряжения в линии

Падение напряжения –геометрическая (векторная) разность между комплексами напряжений начала и конца линии. На рис. 2.8 падение напряжения – это вектор , т.е.

.

Продольной составляющей падения напряжения DU1,2 называют проекцию падения напряжения на действительную ось или на напряжение , т.е. величину DU1,2 = АС на рис. 2.8. Обычно DU1,2выражается через известные в конце линии значения

, , .

Поперечная составляющая падения напряжения dU1,2 – это проекция падения напряжения на мнимую ось, dU1,2 = СВ на рис. 2.8. Таким образом,

.

Часто используют понятие потеря напряжения – это алгебраическая разность между модулями напряжений начала и конца линии.

На рис. 2.8 определено . Если поперечная составляющая падения напряжения dU1,2 мала (например, в сетях Uном £ 110 кВ), то можно приближенно считать, что потеря напряжения равна продольной составляющей падения напряжения.

Расчет режимов электрических сетей ведется в мощностях. Поэтому падения напряжения в целом и его составляющие принято выражать через потоки мощности в линии.

 

Похожие статьи:

poznayka.org

Напряжение (электрическое напряжение) - Ledbi

Напряжение на участке цепи можно рассматривать как часть э.д.с. (электродвижущая сила), доставшуюся этому участку.

Ту часть э.д.с., которая достается какому-либо участку цепи, принято называть напряжением на этом участке (часто говорят — «падение напряжения») и обозначать буквой U. Напряжение измеряется в Вольтах «В», в честь Алессандро Вольта, который создал первый в мире химический источник тока.

Напряжение это разность значений потенциала в начальной и конечной точках траектории.

Напряжение численно равно работе электростатического поля при перемещении единичного положительного заряда вдоль силовых линий этого заряда.

Так, чтобы получить напряжение в 1 В  нужно, чтобы заряд в 1 Кл пройдя по цепи, совершил работу в 1 Дж:

потенциал1

На самом деле в теории не все так просто. Мы постарались изложить основными понятиями, которые используют для простого изложения материала по этой теме.

На практике мы можем увидеть то самое падение напряжения. Чтобы понимать еще лучше, изучите закон Ома

Теперь перейдем к примерам:

1) Я создал пробную схему в программе Multisim. На источнике питания я выставил постоянное напряжение 1 В, последовательно с источником в цепь включен резистор номиналом 1 Ом. Теперь мультиметром в режиме измерения постоянного напряжения мы «посмотрим», что же упало на этом двухполюснике (резисторе). Для этого плюсовой контакт мультиметра подключаем к резистору со стороны положительного контакта источника, а минус к общему проводу (минусу). Смотрим!

Напряжение1

Теперь мы увидели, что на резисторе упало все напряжение источника, т.е. 1 В. Действительно, с другой стороны мы так же измеряем напряжение и на концах генератора.

2) Давайте попробуем не меняя напряжения на источнике поставить последовательно 2 резистора номиналом 1 Ом. Смотрим!

Напряжение2

Вот! Теперь вспоминаем что я писал выше:

Ту часть э.д.с., которая достается какому-либо участку цепи, принято называть напряжением на этом участке (часто говорят — «падение напряжения») и обозначать буквой U.

Каждому резистору в данной электрической цепи досталась часть всей э.д.с. Разница в избыточных зарядах на концах какого-либо участка последовательной цепи автоматически оказывается тем больше, чем больше сопротивление этого участка. То есть, иными словами, напряжение на участке цепи пропорционально сопротивлению участка. Ну, а кроме того, по абсолютной величине это напряжение тем больше, чем больше сама э.д.с., — если делить на несколько человек большой каравай хлеба, то каждому достанется больше, чем если бы делить маленькую булочку.

Так как сопротивление резисторов одинаково, то им досталось по равной части э.д.с., а именно по 0.5 В.

3) Для наглядности я возьму два разных резистора, номиналами 1 Ом и 7 Ом, потому, что я тут рассказываю, падение напряжения на резисторе 7 Ом должно быть больше, чем на резисторе 1 Ом. Проверяем!

Напряжение3

Все верно! Мы получили большее падение напряжения на резисторе R2 =  7 Ом.

4) Ну и наверное последний эксперимент. Повысим напряжение на источнике до 2 В. Напряжение на резисторах должно возрасти в 2 раза (так как на источнике напряжение подняли тоже в 2 раза). Смотрим!

Напряжение4

И снова верно! Местная э.д.с.,  то есть напряжение на участке цепи, это не выдумка, помогающая что-то объяснить или подсчитать. Это реальность. Причем настолько реальность, что к любому участку цепи, как к генератору, можно подключить свою нагрузку и образовать свою местную цепь в большой общей цепи. При подключении такой местной нагрузки, как при всяком параллельном подключении, несколько уменьшится общее сопротивление этого участка, а значит, и реально действующее на нем напряжение.

Заключение.

Напряжение, так же как и э.д.с., говорит о той энергии, с которой проталкивается каждый кулон свободных электрических зарядов (а если строго — о той работе, которую он выполняет), но, конечно, уже по какому-либо участку, а не по всей цепи. Поэтому напряжение, так же как и э.д.с., измеряется в вольтах. Очевидно, что общая работа, выполняемая единичным зарядом во всей цепи, равна сумме работ, выполненных на отдельных ее участках, то есть э.д.с. равна сумме всех напряжений на участках цепи.

Напряжение5

 

Литература

  • Сворень Р. А. Электроника шаг за шагом. Практическая энциклопедия юного радиолюбителя. — Москва: Детская литература — 1991. — 461 с.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста выделите ее и нажмите Shift + Enter или кликнуть сюда чтобы сообщить нам об этом.

blog.ledbi.ru

В чем разница между ЭДС, разностью потенциалов и падением напряжения?

Первичное понятие здесь – потенциал. Электрический потенциал – это работа, которую необходимо совершить, чтобы увести заряд 1 Кл из данной точки в точку с нулевым потенциалом, то есть в точку, которая считается началом отсчёта. В электростатике за точку отсчёта обычно принимают бесконечно удалённую точку, в электронике – минусовой вывод источника питания, хотя в принципе точку отсчёта можно выбрать любую, исходя из соображений удобства. Разность потенциалов – это разность между величинами электрических потенциалов в двух точках независимо от природы того явления, которое создаёт эту разность. Она равна работе по перемещению заряда 1 Кл из одной точки в другую. ЭДС – это характеристика источника электрической энергии (гальванического элемента, батареи, генератора) . Она численно равна разности потенциалов между плюсовым и минусовым выводами источника питания на холостом ходу, то есть при отсутствии тока. Например, когда батарейка не включена в электрическую цепь. Напряжение – это разность потенциалов между выводами источника электрической энергии в рабочем режиме, т. е. когда течёт ток. Обычно оно меньше, чем ЭДС, хотя возможны исключения. Падение напряжения – это разность потенциалов, которая возникает на выводах сопротивления, когда через него течёт электрический ток. Резюме: ЭДС, напряжение, падение напряжения – это одно и то же явление, в общем случае называемое разностью потенциалов. Разница только в том, какой физический процесс порождает эту разность потенциалов.

ЭДС - физ. величина, характеризует работу сторонних сил (некулоновских) по перемещению заряда. Напряжение - характеризует работу тока по перемещению заряда. Разность потенциалов - характеризует работу сил поля по перемещению заряда из точки с одним потенциалом в точку с другим потенциалом. (Потенциал - энергетическая характеристика поля) . Падение напряжения - это произведение силы тока на сопротивление участка цепи. Всё измеряется в Вольтах.

Как истолковать обратную пропорциональную зависимость емкости конденсатора от расстояния между пластинами? Ведь емкость - заряд, который обеспечивает единичную разность потенциалов между пластинами конденсатора. При этом получается, что при раздвигании пластин необходим все меньший и меньший заряд для создания одной и той же разности потенциалов. - Перестаю понимать не только что такое емкость но и разность потенциалов. Ландсберг пишет о невозможности конструирования с этой связи простых аналогий и каких-то объяснений. Тарелька пишется без мягкого знака. Это нельзя понять. Это надо запомнить.

touch.otvet.mail.ru

Шаг 3. Что такое делитель напряжения?

В самом простом случае делитель напряжения представляет собой два последовательно соединенных резистора (могут быть и конденсаторы - такой делитель будет работать для переменного напряжения). Казалось бы, что тут такого. Но изюминка в том, что можно с его помощью "разделить" напряжение, и получить на выходе напряжение, которое меньше входного. На сколько меньше? Это зависит от трех переменных: напряжения поданного на вход делителя и резисторов R1-R2. Если тебе лень разбираться, можно просто пользоваться формулой выше. А мы пойдём дальше. 

Чтобы понять как возможно такое "разделение" напряжения следует вспомнить правила Кирхгофа и что такое падение напряжения на элементе цепи. 

Падение напряжения

 Это вообще просто. Напряжением же называется разность потенциалов. UR1 =φ1 - φ2. Так вот если измерить напряжение, к примеру, до резистора R1 и после него, то после R1 напряжение будет меньше — оно "упало" (закон Ома!). Поэтому напряжение, измеренное на выводах какого-либо компонента схемы и называют падением напряжения. 

Правила Киргофа

Их всего два. Во-первых, в узлах цепи сумма токов, втекающих в узел, равна сумме токов, вытекающих из узла. Таким образом токи в узлах не теряются — сколько вошло, столько же вышло.

Во-вторых, сумма ЭДС замкнутой цепи равняется сумме падений напряжений вдоль этой цепи. Звучит замудрённо. Для схемы на картинке выше второе правило Кирхгофа будет выполняться так: Uвх = UR1+UR2, — т.е. напряжение никуда просто так не исчезает. Оно "падает" на компонентах цепи и сумма "падений" напряжения будет равна исходному значению напряжения. В нашем случае Uвх. 

Вывод формулы

Как я уже говорил, можно просто пользоваться формулой на картинке выше. Она работает. Но тебе же этого мало? Хочется понять почему так? 

По первому правилу Кирхгофа следует что через R1, R2 будет протекать один и тот же ток I. Тогда по второму правилу Кирхгофа: 

Uвх = UR1+UR2 = I*R1 + I*R2 = I*(R1 + R2). Выразим ток и получим: I = Uвх / (R1 + R2).Пользуясь законом Ома: UR2 = Uвых = I*R2 = Uвх / (R1 + R2) * R2

Всё просто!

Где применять?

Хочется того или нет, делители напряжения используются повсеместно. Но чаще всего специально думать о них не приходиться, кроме тех случаев, когда нужен делитель с определенным коэффициентом деления. Кстати, всем известные переменные резисторы могут использоваться как делители напряжения. 

Открою секрет. Есть ещё делители тока. Простейший делитель тока — это два резистора, соединенных параллельно.

mp16.ru

Падение напряжения - Основы | solo-project.com

Для того чтобы понять, что такое падение напряжения, нужно вспомнить, какие бывают напряжения в электрической цепи. Всего их существует два вида. Напряжение источника питания относится к первому виду, источник должен быть подключен к контуру. Вторым видом является само снижение напряжения, оно может быть рассмотрено как отдельный элемент или в отношении всего контура.

Если взять лампу накаливания, установит в патрон и подключить провода от него в сетевую розетку, то напряжение, приложенное к цепи, составит 220В. Но если замерить вольтметром его значение на лампе, то станет понятно, что оно менее 220В. Это происходит потому, что появляется на электрическом сопротивлении снижение напряжения, которое имеет лампа. Это постепенное уменьшение напряжения в проводнике, по которому протекает ток, оно обусловлено тем, что проводник имеет активное сопротивление.индикация отсутствия напряжения

Также под уменьшением напряжения подразумевают величину при переходе из одной точки в другую (в цепи). Расчет падения напряжения можно просчитать по формуле: U=IR, где R – это сопротивление, I – это сила тока.

Роль электрической энергии

Электрическая энергия – это движение отрицательно заряженных электронов по проводнику. В выше приведенном примере спираль лампы имеет высокое сопротивление, значительно замедляет движущиеся электроны. Благодаря чему появляется свечение, но при этом энергия потока электронов снижается.

С уменьшением тока снижается и напряжение, поэтому замеры на лампе и розетки отличаются. Такая разница и будет являться снижением напряжения. Такая величина постоянно учитывается для того, чтобы предотвратить большое уменьшение напряжения.

Напряжение на резисторе

Снижение напряжения на резисторе напрямую зависит от силы тока и от его внутреннего сопротивления. Также свое влияние оказывают характеристики тока и температура. Если в цепь подключить амперметр, то падение определяют умножением сопротивления лампы на значения тока.

Стоит помнить о том, что не всегда удается с помощью простой формулы и измерительного устройства произвести расчет снижения напряжения. Если сопротивления параллельно подключены, то выявление величины усложнится. Приходится учитывать дополнительно на переменном токе реактивную составляющую.

падение напряжения на предохранителе

Общие сведения о падении напряжения в цепи

Снижение напряжения осуществляется при переносе нагрузки, оно происходит на всем участке электроцепи (от начала кабеля до самой нагрузки). Работа нагрузки напрямую зависит от напряжения в его узлах. При определении сечения проводника необходимо учитывать, что оно должно быть такое, чтобы во время нагрузки напряжение поддерживалось в соответствующих границах, которых нужно придерживаться для правильного выполнения работы.

Также не следует пренебрегать сопротивлением проводов в цепи, конечно, оно низкое, но его влияние ощутимо. Во время передачи тока наблюдается уменьшение напряжения. Чтобы цепь освещения или двигатель правильно работали, необходимо постоянное поддержание напряжения на определенном уровне. Поэтому нужно рассчитать провода цепи таким образом, чтобы напряжение на зажимах нагрузки было в необходимых пределах.

Допустимые пределы напряжения в разных странах различны, что также не стоит забывать. Если снижение напряжения превышает значения, которые характерны для определенной страны, нужно применять провода с большим сечением для того, чтобы исправить сложившуюся ситуацию.

Но если напряжение уменьшить на 8%, то это приведет к нестабильной работе двигателя. К примеру, для нормальной работы двигателя нужно, чтобы напряжение от номинального значения было в пределах +5% в установившемся режиме работы. Также пусковой ток двигателя может превышать значение тока при полной нагрузке в 5- 8 раз, а иногда даже больше.

solo-project.com


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта