Электрическое напряжение. Амплитуда сигнала. Амплитудное. Вольт. Volt. Разность потенциалов. Единицы измерения. Кратные. Доли. Мегавольты, киловольты, милливольты

Понятие напряжения и разности электрических потенциалов. Амплитуда. Единицы измерения. (10+)

Напряжение, амплитуда сигнала. Понятие. Единицы измерения

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

Материал является пояснением и дополнением к статье:
Единицы измерения физических величин в радиоэлектронике
Единицы измерения и соотношения физических величин, применяемых в радиотехника.

Напряжение электрического поля определяет, какая энергия запасена в этом поле. Напряжение равно энергии, необходимой для переноса заряда из одной точке в другую, деленной на величину этого заряда. В случае наличия электрического поля энергия необходима, так как на заряд по закону Кулона действует сила, пропорциональная величине этого заряда. Таким образом:

U = E / q, где E - энергия (Дж), q - заряд (Кулон).

Напряжение измеряется в Дж / К. Еще эту единицу измерения напряжения называют Вольт (В), Volt (V).

Напряжение и сила тока

Если между двумя точками есть напряжение, и в среде существуют свободные заряженные частицы, то они приходят в движение, и возникает электрический ток. Многие ошибочно полагают, что при возникновении напряжения электрический ток распространяется по проводнику постепенно, со скоростью полета электронов. На самом деле электрическое поле распространяется со скоростью света, а движение электронов возникает везде, где есть поле. Электронам совсем незачем ждать, когда их собраться прилетят и толкнут их. Они начинают двигаться все вместе по команде, которая распространяется со скоростью света.

Ошибочно полагать, что в вакууме электрический ток невозможен при любом напряжении электрического поля. На первый взгляд в вакууме нет заряженных частиц, откуда там будет ток. Но имеет место такой феномен, как энергетический (потенциальный) разрыв (пробой) вакуума. Если напряженность поля очень высока, то в вакууме начинается самопроизвольное зарождение пар заряженных частиц и античастиц. Они и создают электрический ток. Это, конечно, происходит при очень большом напряжении.

Разные материалы под действием напряжения ведут себя по-разному. В некоторых сразу возникает электрический ток, некоторые до определенного предела ток не проводят. Когда напряжение превышает этот предел, то происходит пробой, сила тока резко возрастает. Напряжение пробоя зависит от среды. Есть среды, в которых пробой возникает при сосем небольшом напряжении (мВ), это, в частности, некоторые специально созданные человеком полупроводниковые p-n переходы. Пробой некоторых сред, например, атмосферного воздуха, происходит при тысячах или миллионах вольт. Напряжение пробоя атмосферного воздуха зависит от расстояния между электродами, влажности, давления, наличия ионизирующих факторов, но условно считается, что пробой 1 мм воздуха происходит при 1000 В.

Основные соотношения между электрическим напряжением и другими физическими величинами

Для некоторых сред верен закон Ома. Про такие среды говорят, что они обладают омическим сопротивлением.

[Сила электрического тока, А] = [Напряжение электрического поля, В] / [Сопротивление среды, В]

Далеко не для всех сред верен закон Ома. Например, графит обладает омическим сопротивлением, а инертный газ - нет. Для инертного газа можно говорить только о динамическом (дифференциальном) сопротивлении

[Выделяемая тепловая мощность, Вт] = [Напряжение, В] * [Сила тока, А]

[Выделяемая тепловая мощность, Вт] = [Напряжение, В] ^ 2 / [Сопротивление проводника, Ом]

Амплитуда, амплитудное значение напряжения

Для переменного сигнала напряжение зависит от времени и постоянно меняется. Чтобы измерять сигналы переменного тока, введены понятия амплитудного и действующего (эффективного) напряжения.

Амплитудное значение напряжения - это просто максимально возможное напряжение сигнала. Напряжение периодического сигнала регулярно достигает своего амплитудного значения. Иногда оперируют амплитудным значением за определенное время. Это полезно, например, для затухающих или амплитудно-модулированный сигналов. Амплитуда за определенное время - максимальное напряжение за это время.

Единицы измерения, кратные Вольту (Volt)

(читать дальше...) :: (в начало статьи)

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.