Spanning, weerstand, stroom en vermogen zijn de belangrijkste elektrische grootheden

In de elektrotechniek heeft het geen zin om gewoon "elektriciteit" te zeggen. Hier is het altijd nodig om aan te geven wat er precies wordt besproken. We kunnen de elektrische lading van de condensator, de spanning in het stopcontact, de stroom die door de draden stroomt, of bijvoorbeeld het vermogen dat de elektrische meter in ons appartement in een maand wond.

Hoe dan ook, er bestaat geen hoeveelheid zoals elektriciteit, er is de hoeveelheid "hoeveelheid elektriciteit", correct de elektrische lading genoemd, die wordt gemeten in hangers. Dit is een elektrische lading - het beweegt langs de draden, hoopt zich op de platen van de condensator op, is periodiek aanwezig op de terminals (minimaal - op de fasedraad) van de uitgang, beweegt in de vorm van stroom wanneer het elektrische netwerk werk uitvoert. De belangrijkste elektrische hoeveelheden zijn op de een of andere manier gerelateerd aan de lading. We zullen vandaag over deze waarden praten.

voltage

De spanning U wordt gemeten tussen twee punten op het circuit. Om ervoor te zorgen dat een stabiele wissel- of constante spanning in een gesloten circuit begint te komen, is een stroombron nodig die ervoor kan zorgen dat deze spanning aan de uiteinden van het circuit wordt gehandhaafd. Deze bron zal dienen als een bron van EMF - elektromotorische kracht, die net als spanning wordt gemeten in volt.

Als een dergelijke bron is aangesloten op een gesloten circuit, zal er ten eerste spanning aanwezig zijn tussen de klemmen van de bron, dat wil zeggen aan de uiteinden van het circuit, en ten tweede aan de uiteinden van alle secties van dit circuit, als het voorwaardelijk in delen is verdeeld.

Op elk moment kan de elektrische spanning die op een bepaald gedeelte van het circuit werkt, een andere waarde hebben dan op het vorige moment, als het circuit wordt gevoed door een variabele emf-bron of dezelfde waarde als het een constante emf-bron is, en het circuit respectievelijk, is een gelijkstroomcircuit.

De spanning aan de uiteinden van het DC-circuit is vergelijkbaar met het hoogteverschil aan de zijkant van een berg, en de lading onder deze omstandigheden is als water dat tot een hoogte is verhoogd, alleen met betrekking tot het elektrische veld, dit verschil wordt het verschil van (elektrische) potentialen genoemd, omdat we het niet hebben over het zwaartekrachtsveld.

Het potentiaalverschil tussen twee punten is 1 volt. Als u een lading van 1 hanger van het ene naar het andere punt wilt verplaatsen, moet u hieraan werken in een hoeveelheid van 1 joule. Een volt is ook gelijk aan de elektrische spanning die een gelijkstroom van 1 ampère in het elektrisch circuit veroorzaakt bij een vermogen van 1 watt, maar daarover later meer.

stroom

Wanneer een elektrische spanning aanwezig is aan de uiteinden van een sectie van een circuit (geleider), dat wil zeggen wanneer er een verschil is in elektrische potentialen, betekent dit dat een elektrisch veld in de geleider werkt (over de lengte van de sectie in kwestie). Een elektrisch veld werkt krachtig op geladen deeltjes.

In metalen bijvoorbeeld, zijn vrije elektronen dragers van een negatieve lading en kunnen ze in translatiebeweging komen als ze zich plotseling in een extern elektrisch veld bevinden, waarvan de bron in dit geval de emf-bron is. Wanneer elektronen onder invloed van een elektrisch veld in beweging komen, worden ze een bewegende lading, dat wil zeggen een elektrische stroom I.

De hoeveelheid lading wordt gemeten in coulombs, en de stroom kenmerkt de snelheid van ladingbeweging door de dwarsdoorsnede van de geleider (per tijdseenheid). Wanneer een elektrische lading van één pendel in één seconde door de doorsnede van een geleider gaat, is de stroom in de geleider 1 ampère. In analogie met water - hoe meer water per seconde door het buisgedeelte stroomt - hoe groter de stroom.

weerstand

Onder invloed van elektrische spanning beweegt de lading door de dwarsdoorsnede van de geleider en vormt een stroom, maar deze beweegt niet ongehinderd. Sinds we een metalen geleider begonnen te overwegen, zullen we ermee doorgaan.

Elektronen in een geleider die onder invloed van een elektrisch veld beweegt, raken obstakels binnen de geleider - atomen van het kristalrooster, evenals elkaar, vanwege de chaotische component (thermisch) van de beweging van elektronen en atomaire trillingen.

Deze obstakels bieden een soort weerstand, vertragen de elektronen, verminderen de stroom vergeleken met hoeveel het zou kunnen ontwikkelen als deze obstakels niet zouden bestaan. Maar dit soort weerstand R in echte geleiders (circuits) is er altijd.

Deze waarde wordt elektrische weerstand genoemd in de elektrotechniek. Elektrische weerstand wordt gemeten in ohm. Eén Ohm is gelijk aan de elektrische weerstand van een deel van het elektrische circuit, tussen de uiteinden waarvan een gelijkstroom van 1 ampère stroomt met een spanning van 1 volt aan de uiteinden.

Hoe groter de weerstand die een bepaalde geleider kenmerkt, hoe kleiner de stroom op dezelfde spanning aan de uiteinden van deze geleider zal zijn. Deze afhankelijkheid wordt de wet van Ohm genoemd voor een gedeelte van een elektrisch circuit: de grootte van de stroom in een gedeelte van een circuit is direct evenredig met de spanning aan de uiteinden van dit gedeelte en omgekeerd evenredig met de elektrische weerstand van een bepaald gedeelte van het circuit.

macht

Over het elektrische circuit, de spanning, de weerstand en de stroom gesproken, men kan het onderwerp van elektrische basisgrootheden niet anders dan eindigen met een verhaal over de elektrische stroom P. Wanneer een stroom tot stand wordt gebracht en blijft stromen in het circuit onder invloed van spanning, doet de emf-bron het werk A op het circuit.

In feite wordt werk uitgevoerd door een elektrisch veld op een elektrische lading die in dit veld beweegt. De hoeveelheid perfect werk hangt af van het potentiële verschil dat de lading heeft overwonnen en van de omvang van deze lading. Hoe sneller het werk werd gedaan, hoe hoger de kracht van het proces.

In het geval van stroom spreken we meestal over de kracht van de bron die het werk heeft uitgevoerd, evenals de kracht van de consument (circuit). Het elektrisch vermogen besteed aan nuttig werk wordt gemeten in watt. Voor elk type energie, niet alleen voor elektrische energie, wordt 1 watt gedefinieerd als het vermogen waarmee 1 joule werk in 1 seconde wordt uitgevoerd.