Напряжение

30.08.2012 13:39

Все вы не раз слышали такие фразы:

- не лезь туда! Там высокое напряжение!

- напряжение в домашней сети 220 Вольт

- напряжение  батарейки полтора вольта

и так далее.

 

Но вы когда-нибудь задумывались, что обозначает это слово? Даже в общении с людьми мы также часто его употребляем.

- Ты меня напрягаешь...

- Сними напряжение! Выпей пивка.

- Я очень напряжен...

 

Значит, в электротехнике и электронике тоже что-то напрягается и создается так называемое "напряжение". Но что именно?

  

Итак, поехали. Я думаю, все вы видели и представляете, как выглядит водонапорная башня или просто водобашня. Грубо говоря, это большой высокий бокал, внутри которого плещется вода ;-).

 

 

Так вот, представим себе, что башня полностью доверху налита водой. Получается, в данный момент, на дне башни ого-го какое давление! А что если слить из башни воду хотя бы наполовину?  Давление на дно башни уменьшится. То есть давление  на дне башни сразу стало меньше, чем оно было бы при полной башне. А давайте-ка нальем в пустую башню одно ведро воды! Давление на дно башни будет ну очень слабенькое.

 

Это давление на дно и есть то самое напряжение (по аналогии с гидравликой). В данном случае, дно башни - это ноль, начальный уровень отсчета. За начальный уровень отсчета в электронике берут вывод батарейки или аккумулятора со знаком "минус".  Можно даже сказать, что уровень воды в башне у 12 Вольтового автомобильного аккумулятора выше, чем уровень воды полутора вольтовой пальчиковой батарейки.

 

Напряжение бывает постоянным и переменным. На примере выше мы с вами рассмотрели постоянное напряжение. То есть давление воды на дно башни в течение времени постоянно. Пока в башне есть вода, она оказывает давление на дно башни. Вроде бы все элементарно и просто.

 

С постоянным напряжением вроде бы разобрались. Но какое же напряжение называют переменным? Само слово "переменный" говорит  нам о том, что это напряжение меняется.

 

Все  любят качаться на качелях:

Сначала вы летите в одном направлении, потом происходит затормаживание, а потом уже летите обратно спиной и весь процесс снова повторяется. Переменное напряжение ведет себя точно также). Сначала "электрическое давление" давит в одну сторону, потом происходит процесс затормаживания, потом оно давит в другую сторону, снова происходит затормаживание и весь процесс снова повторяется, как на качелях).

 

Значит, переменное напряжение меняет свое значение с течением времени, точно также, как и вы меняете свое положение в пространстве, когда качаетесь на качелях.

 

Тяжко для понимания? Тогда вот вам еще один пример из знаменитой книжки "Первые шаги в электронике" Шишкова. Берем замкнутую систему труб с водой и поршень. Поршень у нас находится в движении. Следовательно, молекулы воды у нас отклоняются то в одну сторону:

 

 

то в другую:

 

 

Так же ведут себя и электроны. В вашей домашней розетке они колеблются 50 раз в секунду. Столько-то колебаний в секунду называется Герцем. В литературе  пишется просто Гц. Тогда получается, что колебания напряжения в наших розетках 50 Гц. В Америке частота переменного тока 60 Гц. Так уж у них повелось.

 

Читайте также:

 

Параметры переменного напряжения

 

ЭДС (Электродвижущая сила)

 

Электрические сигналы и их виды

 

Электрический ток

 

Сила тока

 

Сопротивление