Spænding er et vigtigt koncept inden for elteknik

Elektricitet er den mest udbredte type energi. Uden overdrivelse kan vi sige, at definitionen af elektrisk strøm som en ordnet bevægelse af elektroner er velkendt, selv fra skolens lærebog af fysik. Men det er spændingen , og hvordan denne "bestilte bevægelse" gives, ikke alle vil svare. Lad os huske, at en elektron, en elementær elektrisk ladning, ikke bevæger sig af sig selv langs en leder. På den anden side leds kun bevægelsen af afgifter langs kæden af udførelsen af nyttigt arbejde i form af omdannelse af energi fra en art til en anden. Det skyldes disse transformationer, at den elektriske strøm i nogle tilfælde gløder lyspærens tråd, mens den i andre roterer den elektriske motorens rotor. I det første tilfælde har vi omdannelsen af elektrisk energi til termisk energi, og i det andet tilfælde til den magnetiske. Energien ved at flytte ladninger forbruges af en kilde, der understøtter den elektriske strøm i kredsløbet. Løbende langs lederen bærer strømmen energien fra EMF's kilde til forbrugeren - filamentet, viklingen af elmotoren osv.

Hvis vi definerer strømmen som antallet af ladninger, der strømmer langs lederen, kan vi sige, at det aktuelle arbejde afhænger af antallet af disse afgifter pr. Tidsenhed. Og hvad afhænger den elektriske strøm i kredsløbet? Lad os overveje en model af strømmen ved et eksempel på en vandstråle, der strømmer fra en åbning i den nedre del af cylinderen fyldt til toppen. Lad os forestille os, at cylinderen i vores model er en dirigent, og vand er et stort antal elektrondråber. Så er det helt klart, at mængden af vand, der strømmer per tidsenhed, afhænger af to parametre. Vandsøjlens tryk, som i elektriske kredsløb betegnes som strømens spænding og diameteren af hullet, er en analog af den elektriske modstand. Højden af vandkolonnen i denne model bestemmer det øvre potentiale af energikilden, dråbeafgifterne svarer til strømmen af elektroner, der bevæger sig fra det øverste lag til den nederste. Den potentielle energi af vandmassen, dvs. Evnen til at udføre noget nyttigt arbejde på de øverste og nederste niveauer er anderledes. På grund af den potentielle forskel kan vand strømme ud af hullet og med omdannelsen af den potentielle energi af vandkolonnen til vandstråleens kinetiske energi. Hvis vandkolonnehøjden øges, øges potentialpotentialet eller spændingen, og den aktuelle styrke, mere præcist, massen af vand, som strømmer pr. Tidsenhed, øges også. Den foreslåede model viser således en direkte proportional afhængighed af strømstyrken på spændingen.

I elteorien er denne konklusion skrevet som følger: I = f (U) * K, hvor jeg er den aktuelle, U er spændingen, og K er den individuelle karakteristik ved reaktionen af det elektriske kredsløb til den forbigående strømledende evne. I teknologi anvendes den inverse konduktivitetsværdi R = 1 / K normalt og kaldes "modstanden". Modstanden behandles normalt som en nyttig kredsløbsbelastning. I vores model er en sådan "modstand" området for hullet til dræning af vandet: Jo større det er, desto større er dets permeabilitet, eller i elektroteknikens sprog, ledningsevne og dermed modstanden mod vandstrømmen falder.

Modellen viser tydeligt, hvordan den potentielle energi i dråbe-ladestrømmen omdannes til den flydende stråles kinetiske energi. Jo lavere resistens (eller mere ledningsevne), jo mere mekanisk arbejde udføres på vandmassen. Med andre ord er nyttelaster af forskellige typer nuværende omformere, for eksempel filament omdanner elektrisk energi til termisk og lys, relæspolen omdanner elektrisk energi til magnetisk energi og så videre.

Tilbage til de elektriske kredsløb kan vi konkludere, at den nuværende I og spændingen U er elektriske parametre, der bestemmer driften af den nuværende A (A = U * I).

I dette tilfælde bestemmes den aktuelle styrke ved mængden af den overførte ladning, og spændingen er årsagen til, at elektronerne "bestilles" fra det større potentiale til de mindre. Hvis der ikke er spænding, vil ingen mængde elektroner i stoffet føre til en bevægelse af afgifter. Det betyder, at fraværet af spænding ikke fører til overførsel af energi.

En god demonstration af resultaterne er vandkraft: de er bygget ved hjælp af en stor forskel i vandniveauer (potentialer). Her svarer massen af det faldende vand til strømmen, og forskellen i niveauet af de øvre og nedre tunneler spiller rollen som et potentielt fald.