Что такое электрическое напряжение?1
Доброго времени суток. Итак, ради моих 22 подписчиков, которые хотят больше знать о электричестве и всей этой магии проводков и умных слов. Буду пытаться рассказать и официально, дабы не отхватить комментариев от умников, и по простому, дабы не отхватить от нормальных людей. Но скорее всего я отхвачу от лингвистов.
Что же такое напряжение? Наверно часто слышали это слово от технарей или видели на всяких табличках и плакатах?
Напряжение - это физическая величина, значение которой равно работе электрического поля при передаче электрического заряда от одной точки к другой. Тьфу, сам ничего не понял бы еслиб не знал.
Дальнейшее объяснение и примеры я буду приводить для понимания именно такого термина как "Напряжение". Я не буду говорить такие слова как ток или сопротивление. Просто потому что про них я расскажу потом.
Значит так. Напряжение - это разность двух потенциалов, и эта самая разность создает силу для движения энергии. Измеряется в вольтах(В, V). Обозначается обычной буквой U. Именно напряжением мы говорим энергии куда течь. Разность двух потенциалов, мы не можем измерить напряжение на одном проводе. Просто потому что нам не с чем сравнивать его потенциал. Именно по этому для питания любого прибора нужно минимум два провода. Плюс и минус. Если ещё проще, то напряжение в проводах, это как давление в трубопроводе. Давление решает откуда, куда и с какой силой будет течь вода.
Пример таков:
Подключим к батарейке светодиод(лампочку, динамик, что угодно)
Мы видим на картинке два контакта. Плюс и минус. Они подключены к светодиоду. Батарейка создает нам разность потенциалов на своих контактах в 1.5 вольта. Подклювив светодиод, наша энергия начнет течь по такому пути:
Контакт + -> красный провод -> светодиод -> черный провод -> контакт -
То есть на контакте плюс потенциала больше, чем на контакте минус. На примере с водой, давление в одной трубе больше, чем в другой. Соответственно по этому наша энергия будет течь именно в эту сторону.
Напряжение, это такое же давление. Просто не в трубах, а в проводах.
Какие особенности имеет напряжение?
1) Наш с вами мир не любит абсолютизма. По этому электрическую энергию проводит абсолютно все. По разному. Но все. Условно, если в абсолютном вакууме(просто пустом пространстве, которого тоже конечно быть не может), мы с вами возьмем два контакта с разностью потенциалов с один миллиард вольт, и соединим их через резиновую палочку длинной в 1 мм. Наша резиновая палочка начнет проводить энергию. Да, диэлектрик, да, проводит. В реальной жизни мы с вами этого не увидим, просто потому что воздух имеет большую проводимость и электричеству легче будет пройти по воздуху.
Какая же в этом особенность? Она вот в чем. Именно для напряжения делают изоляцию проводов, именно по нему определяют насколько сильная должна быть изоляция. Именно напряжение пробивает поверхность тела человека и дает возможность току течь через него.
2) Из пункта первого, можно понять второе. Напряжение падает с сечением и длинной проводника. На примере с трубопроводом: чем дальше идет труба, тем сложнее насосу будет качать воду. Любой проводник и не проводник все-таки имеет сопротивление. И соответственно, чем больше путь от плюса к минусу, тем больше нужно потратить напряжения. Чем выше этаж на который нам нужно доставить воду, тем сильнее нужно будет давление. Иначе, вода остановится на пол пути. Электричество так же, напряжение упадет в 0 где-то на пол пути. И все. В обычной жизни мы с вами обычно используем медные провода, у них низкое сопротивление и поэтому мы не чувствуем этого падения напряжения. Что 220 вольт, что 218. Но если мы кинем медный провод до соседнего города, падение будет уже больше.
3) Напряжение не греет проводник. Вот так вот. Мы можем подключить в розетку проводок с сечением в волос. И он не будет греться. Там будет дикое падение напряжения(см.п.2), но температура будет комнатная.
4) Напряжение задает источник. Потребитель не может взять из розетки только нужные ему 10 вольт, ему придется взять 220 и преобразовать их, или просто выйти из строя если он не может преобразовать(Такой вот естественный отбор). Именно по этому, в вашей розетке даже когда вы ничего не подключили, по прежнему есть 220 вольт. Их задала электростанция. На примере с водой: независимо от того открыли вы кран или нет, давление в трубе все также присутствует.
На этом я мог бы закончить говорить про напряжение. Но хочу утолить жажду тех, кто задается вопросом: А почему в розетке нет плюса и минуса? Откуда энергия знает в какую сторону идти?
Тут начинает работать переменное напряжение. Пример что мы рассматривали выше, это постоянное напряжение. Потому что плюс и минус постоянный, всегда. И энергия течет всегда в одну сторону. В розетке мы имеем переменное напяжение, это когда плюс и минус очень быстро меняются местами. Устроено это так: один контакт имеет постоянный потенциал, прям как на батарейке. Пусть этот потенциал будет x. Тогда на втором контакте, потенциал будет меняться относительно x. Сложно? Покажу на картинке:
Потенциал x, это ось X. Просто прерывистая линия ровно по центру. А потенциал второго контакта это синусоида. Она с течением времени меняет потенциал вокруг оси X. В тот момент, когда оранжевая линия выше оси X, она является плюсом, и энергия течет от этого контакта к нашему потенциалу x. А когда ниже, она становится минусом и получает энергия от потенциала x. В розетке плюс и минус меняются местами 50 раз в секунду.
Переменное напряжение это уже гораздо более сложная для понимания, чем постоянное. Поэтому если вы не поняли, скорее всего я просто не могу хорошо объяснить. Но то что должны понять все, это:
Не трогайте контакты переменного напряжения. Просто не трогайте. Даже только один. Даже в резиновой обучи. Да и постоянное напряжение трогать не стоит.
Это мой первый пост такого рода. Я буду ждать в комментариях советы по поводу правильного написания поста. Также я открыт к обсуждению. Если кто-то хочет что-то спросить, добавить или считает что я не прав- пишите в комментарии.
В следующих постах я расскажу о токе, сопротивлении и законе Ома. После этого станет намного понятнее как работает вся эта энергия. Электричество- это совокупность разных величин, по одной понять его невозможно.
Телеграмм канала не будет.