Электрическое напряжение. Разность потенциалов. Напряжение тока.

 

 

 

Тема: что такое электрическое напряжение тока и разность потенциалов.

 

Пожалуй, одним из самых часто употребляемых выражений у электриков, является понятие электрическое напряжение. Его так же называют разность потенциалов и не совсем верное словосочетание, такое как напряжение тока, ну смысл у названий по сути общий. А что на самом деле обозначает это понятие? Пожалуй, для начала приведу книжную формулировку: электрическое напряжение — это отношение работы электрического поля зарядов при передачи пробного заряда из точки 1 в точку 2. Ну а простыми словами говоря, это объясняется так.

 

Напомню Вам, что заряды бывают двух видов, это положительные со знаком «+» и отрицательные со знаком «-». Большинство из нас в детстве игрались с магнитиками, которые были честно добыты из очередной сломаной машинки с электромоторчиком, где они и стояли. Так вот когда мы пытались приблизить эти самые магниты друг к другу, то в одном случае они притягивались, а если развернуть один из них наоборот, то соответственно отталкивались.

 

Это происходило, потому что у любого магнита существует два полюса, это южный и северный. В том случае, когда полюса одинаковые, то магнитики будут отталкиваться, ну а когда разноименные, притягиваться. То же самое происходит и с электрическими зарядами, причем сила взаимодействия зависит от количества и разноимённости этих заряженных частиц. Проще говоря, чем на одном предмете больше «плюса», а на другом соответственно «минуса», тем сильнее они будут притягиваться друг к другу. Либо наоборот, отталкиваться при одинаковом заряде (+ и + или — и -).

 

Теперь представим, что у нас есть два небольших железных шарика. Если мысленно заглянуть в них, можно увидеть огромное множество маленьких частичек, которые расположены друг от друга на не большом расстоянии и неспособны к свободному передвижению, это ядра нашего вещества. Вокруг этих частичек с невероятно большой скоростью вращаются более мелкие частички, под названием электроны. Они могут оторваться от одних ядер и присоединятся к другим, тем самым путешествуя по всему железному шарику. В случае, когда количество электронов соответствует количеству протонов в ядре, шарики электрически нейтральны.

 

 

 

 

А вот если каким-то образом забрать некоторое количество, такой шарик будет стремиться притянуть к себе это самое, недостающее количество электронов, тем самым образуя вокруг себя положительное поле со знаком «+». Чем больше не хватает электронов, тем сильней будет это положительное поле. В соседнем шарике сделаем на оборот и добавим лишних электронов. В итоге получим избыток и соответственно такое же электрическое поле, но со знаком «-».

 

В результате получим два потенциала, один из которых жаждет получить электроны, ну а второй от них избавится. В шаре с избытком возникает теснота и эти частицы, вокруг которых существует  поле, толкаются и выталкивают друг друга из шара. А там где их недостаток, соответственно происходит что-то наподобие вакуума, который пытается втянуть в себя эти

электроны. Это наглядный пример разности потенциалов и не что иное как напряжение между ними. Но, стоит только эти железные шары соединить между собой, как произойдёт обмен и напряжение пропадёт, поскольку образуется нейтральность.

 

Грубо говоря, эта сила стремления заряженных частиц, перейти от более заряженных частей к менее заряженным между двумя точками и будет разностью потенциалов. Давайте мысленно представим провода, которые подключены к батарейке от обычного карманного фонарика. В самой батарейке происходит химическая реакция, в результате которой возникает избыток электронов («-»), внутри батареи они выталкиваются на отрицательную клемму. Эти электроны стремятся, вернутся на своё место, откуда их до этого и вытолкали.

 

Внутри батареи у них не получается, значит остаётся ждать момента, когда им сделают мостик в виде электрического проводника и по которому они быстро перебегут на плюсовую клемму батареи, куда их притягивает. А пока мостика нет, то и будет желание перейти в виде этого самого электрического напряжения или разности потенциалов

(напряжение тока).

 

 

Приведу некоторый аналогичный пример на ином представлении. Имеется обычный водопроводный кран с водой. Кран закрыт и, следовательно, вода не пойдёт из него, но внутри вода всё равно есть и более того, она там находится под некоторым давлением, она из-за этого давления стремится вырваться наружу, но ей мешает закрытый кран. И как только Вы повернёте ручку краника, вода тут же побежит. Так вот это давление и можно приблизительно сравнить с напряжением, а воду с заряженными частицами. Сам поток воды будет в данном примере выступать как электрический ток в самих проводах, а закрытый краник в роли электрического выключателя. Этот пример я привел только лишь для наглядности, и он не является полной аналогией!

 

Как ни странно, но люди не тесно связанные с профессией электрика, довольно часто называют электрическое напряжение , выражением напряжение тока и это является неправильной формулировкой, поскольку напряжение, как мы выяснили это разность потенциалов электрических зарядов, а ток, это сам поток этих заряженных частиц. И получается что, произнося напряжение тока в итоге небольшое несоответствие самого понятия.

 

Напряжение, так же как и все иные величины, имеет свою единицу измерения. Она измеряется в Вольтах. Это те самые вольты, которые пишутся на устройствах и источниках питания. Например, в обычной домашней розетки 220 В, или купленная вами батарейка с напряжением 1.5 В. В общем, думаю, вы поняли в общих чертах, что же такое это самое электрическое напряжение. В этой статье я основывался лишь на простом понимании этого термина и не вдавался в глубины формулировок и формул, чтобы не усложнять понимание. На самом деле эту тему можно гораздо шире изучить, но это уже зависит от Вас и Вашего желания.

 

P.S. Будьте внимательны при работе с электричеством, высокое напряжение опасно для жизни.

Кто-нибудь может объяснить мне простым языком что такое электрическое напряжение? (вн)

Объясняю на аналогии — возьмите ручей допустим шириной 10 метров — он течет на протяжении 1 км, перепад высот -10 м от начала до конца. А теперь представьте этот же ручей, течет на таком же расстоянии, вот только перепад высот — 200 метров. Представили, как будет себя вести поток воды? Напряжение — разница потенциалов, т. е., в грубой аналогии, которую я привел — разница высот в начале потока и в конце. Объем воды, который протекает — сила тока.

Электри́ческое напряже́ние между точками A и B электрической цепи или электрического поля. электрическое напряжение — физическая величина, значение которой равно работе эффективного электрического поля (включающего сторонние поля), совершаемой при переносе единичного пробного электрического заряда из точки A в точку B.

Типа давления в водопроводе. Выше давление-сильнее поток воды через трубу того же сечения. Две пластины из разных металлов в электролите-между ними разность потенциалов. То же, что и давление.

надоело 100500 раз тут объясняли. втч и очень доходчиво ток и напряжение суть характеристика одного и того-же явления тем, кто говорит. что есть напряжение без тока — не верьте, тк только вы смогли измерить напряжение, значит в этот момент и появился некий ток через вольтметр нет никакого источника тока или источника напряжения. это только для расчётов удобно

Электрическое напряжение — это разность потенциалов, по которой течет ток из точки А в точку В. Иными словами, разность потенциалов в виде пути из точки А в точку В, и по этому пути идет ток.

Физика. Что такое напряжение и разность потенциалов? Пожалуйста! Объясните простыми словами, я новичок в физике.

Movsar, милый, это на пальцах не объяснишь. Нужно вникать и запоминать, а главное- понимать!

Потенциал. Разность потенциалов. Напряжение.

Потенциал электростатического поля — скалярная величина, равная отношению потен­циальной энергии заряда в поле к этому заряду: Потенциал электростатического поля

— энергетическая характеристика поля в данной точке. Потенциал не зависит от величины заряда, помещенного в это поле.

Потенциал электростатического поля

Т. к. потенциальная энергия зависит от выбора системы координат, то и потенциал определяется с точностью до постоянной.

За точку отсчета потенциала выбирают в зависимости от задачи: а) потенциал Земли, б) потенциал бесконечно удаленной точки поля, в) потенциал отрицательной пластины конденсатора.

следствие принци­па суперпозиции полей (потенциалы складываютсяалгебраически)

— следствие принци­па суперпозиции полей (потенциалы складываютсяалгебраически).

следствие принци­па суперпозиции полей (потенциалы складываютсяалгебраически)

Потенциал численно равен работе поля по перемещению единичного положительного заряда из данной точки электрического поля в бесконечность.

В СИ потенциал измеряется в вольтах: В СИ потенциал измеряется в вольтах

Разность потенциалов

Разность потенциалов

Разность потенциалов

Напряжение — разность значений потенциала в начальной и конечнойточках траектории.

Напряжение численно равно работе электростатического поля при перемещении единичного положительного заряда вдоль силовых линий этого поля.

Разность потенциалов (напряжение) не зависит от выбора

системы координат!

Напряжение

Единица разности потенциалов

Единица разности потенциалов

Напряжение равно 1 В, если при перемещении положительного заряда в 1 Кл вдоль силовых линий поле совершает работу в 1 Дж.

Единица разности потенциалов:

Подробно и популярно в ссылке.

http://www.eduspb.com/node/1761

что такое потенциал, разность потенциалов и их физический смысл?

Физический смысл: Потенциал это энергия по переносу единичного электрического заряда в данную точку поля из бесконечности. Разность потенциала это работа по перемещению единичного положительного заряда из одной точки поля в другую.

Это как пружина, взведенная. Сними тормоз и у@бет.

физический смысл имеет только разность потенциалов (или напряжение) между двумя какими-либо точками в электрическом поле, так как работа по переносу заряда в поле определена только тогда, когда заданы и начало и конец этого пути переноса. Поэтому, когда мы говорим об электрическом напряжении, то всегда имеем в виду две точки, между которыми существует это напряжение. Когда по некоторой небрежности речи говорят о напряжении или потенциале в одной какой-либо точке, то всегда подразумевают разность потенциалов между этой точкой и какой-то другой, выбранной заранее.

Потенциал — это суммарный электрический заряд на теле, разность — это напряжение, за счёт разности потенциалов возникает ток.

Заряд помещенный в эл. поле взаимодействует с ним, т. е обладает энергией. Энергия взаимодействия единичного заряда с полем и есть потенциал. фи = W/q Напряжение это работа по перемещению единичного заряда между двумя точками эл. поля. U=A/q

В чем разница между ЭДС, разностью потенциалов и падением напряжения?

Первичное понятие здесь – потенциал. Электрический потенциал – это работа, которую необходимо совершить, чтобы увести заряд 1 Кл из данной точки в точку с нулевым потенциалом, то есть в точку, которая считается началом отсчёта. В электростатике за точку отсчёта обычно принимают бесконечно удалённую точку, в электронике – минусовой вывод источника питания, хотя в принципе точку отсчёта можно выбрать любую, исходя из соображений удобства. Разность потенциалов – это разность между величинами электрических потенциалов в двух точках независимо от природы того явления, которое создаёт эту разность. Она равна работе по перемещению заряда 1 Кл из одной точки в другую. ЭДС – это характеристика источника электрической энергии (гальванического элемента, батареи, генератора) . Она численно равна разности потенциалов между плюсовым и минусовым выводами источника питания на холостом ходу, то есть при отсутствии тока. Например, когда батарейка не включена в электрическую цепь. Напряжение – это разность потенциалов между выводами источника электрической энергии в рабочем режиме, т. е. когда течёт ток. Обычно оно меньше, чем ЭДС, хотя возможны исключения. Падение напряжения – это разность потенциалов, которая возникает на выводах сопротивления, когда через него течёт электрический ток. Резюме: ЭДС, напряжение, падение напряжения – это одно и то же явление, в общем случае называемое разностью потенциалов. Разница только в том, какой физический процесс порождает эту разность потенциалов.

ЭДС — физ. величина, характеризует работу сторонних сил (некулоновских) по перемещению заряда. Напряжение — характеризует работу тока по перемещению заряда. Разность потенциалов — характеризует работу сил поля по перемещению заряда из точки с одним потенциалом в точку с другим потенциалом. (Потенциал — энергетическая характеристика поля) . Падение напряжения — это произведение силы тока на сопротивление участка цепи. Всё измеряется в Вольтах.

Как истолковать обратную пропорциональную зависимость емкости конденсатора от расстояния между пластинами? Ведь емкость — заряд, который обеспечивает единичную разность потенциалов между пластинами конденсатора. При этом получается, что при раздвигании пластин необходим все меньший и меньший заряд для создания одной и той же разности потенциалов. — Перестаю понимать не только что такое емкость но и разность потенциалов. Ландсберг пишет о невозможности конструирования с этой связи простых аналогий и каких-то объяснений. Тарелька пишется без мягкого знака. Это нельзя понять. Это надо запомнить.

На вопрос отвечает Новая концепция электричества Твердохлебова Г. А. <img src=»//otvet.imgsmail.ru/download/265070448_52cea8b10a0f24d0f8bc2b3f9ae53ae2_800.jpg» data-lsrc=»//otvet.imgsmail.ru/download/265070448_52cea8b10a0f24d0f8bc2b3f9ae53ae2_120x120.jpg» data-big=»1″>

Читать онлайн «Физика для «чайников»» автора Задумавшийся Андрей — RuLit

Вкратце и поумнее: напряжённость электрического поля — это сила, с которой поле действует на единичный точечный заряд, в нём находящийся. E = F/q, где E — напряжённость электрического поля, F — сила, с которой оно действует; q — заряд, на который оно действует. Единица измерения — В/м. Силовые линии электрического поля — это линии, касательные к которым совпадают по направлению с вектором напряжённости в точке касания. Электрические силовые линии не пересекаются, начинаются на положительных зарядах и оканчиваются на отрицательных. Однородное электрическое поле — поле, в каждой точке которого вектор напряжённости одинаков по величине и направлению. Силовые линии однородного электрического поля — параллельные прямые. Напряжённость поля, создаваемого точечным зарядом: E = k*q/(r^2), где k — тот же экспериментальный коэффициент, что и в законе Кулона (1/(4пи*эпсилон0) = 9*10^9 Н*м^2/(Кл^2)), q — заряд, поле которого считаем, r — расстояние от заряда до той точки, в которой считаем значение напряжённости. При действии нескольких полей их напряжённости векторно складываются (принцип суперпозиции) — результирующая напряжённость является векторной суммой всех составляющих напряжённостей. С точки зрения действия поля вещества можно разделить на проводники и диэлектрики. У проводников имеются свободные заряды, которые могут реагировать на электрическое поле, у диэлектриков таких зарядов крайне мало (можно считать, что нет вообще).

Вот уже столько всего заумного понаписывал, а зачем? Всё тот же вопрос вертится в голове: ну зачем всё это надо?! Ответ кроется в том, что обзывают основной задачей электростатики: раз уж мы предполагаем, что у нас всё электрическое летает в электрическом поле, то в идеале нужно знать, какое это поле будет в каждой из всех точечек пространства. А чтобы знать, «какое будет поле», надо знать, выражаясь умным языком, две его характеристики: силовую и энергетическую составляющую: то есть знать, с какой силой поле будет гонять зарядики туда-сюда, и какую энергию зарядики при этом будут иметь. Зная две эти вещи, можно считать уже всё остальное. Силовая характеристика — это напряжённость, а энергетическая будет в этом абзаце.

Где-то в начале я обронил словцо на тему, что электрическое поле может не только действовать грубой силой, но ещё и переносить энергию. Силовую часть я обсосал до косточек и скрутил в трубочку в предыдущем абзаце, теперь то же самое с энергетической частью. Которая, тьфу-тьфу, попроще — тут не будет этих страшных векторов и непонятных линий, ведущих не то наполовину из ниоткуда, не то наполовину в никуда. Вообще говоря, силы электрического взаимодействия тоже могут совершать работу, притом электрическое поле потенциально (работа электрических сил не зависит от траектории движения, а определяется только начальным и конечным положением тела — так, например, если вернуть зарядик в ту же точку, из которой он стартовал, то «электрическая» работа будет равна нулю). Вообще говоря, именно поэтому у любого заряда, на который действует электрическое поле, имеется энергия, вне зависимости от того, стоит он на месте или летит. Если вспомнить механику, то можно сообразить, что эта энергия — всего лишь потенциальная, то бишь энергия взаимодействия. Но — опять-таки — разные заряды (и необязательно точечные — снова вспоминаем, что в жизни есть и заряженные туловища) могут иметь одну и ту же энергию. Чтобы и здесь убрать зависимость от заряда, ввели вторую характеристику поля — потенциал. Обозначают буквой фи, равен он Eп/q. Eп — потенциальная энергия, которой обладает заряд в поле (опять-таки, не имеет значения, движется он или стоит — на кинетическую энергию тут начхать, судя хотя бы по названию величины), делённая на значение этого заряда. Единица его — Дж/Кл — названа очень знакомым словом. Вольт. Как раз отсюда легко сообразить, что Н/Кл, в которых якобы должны мерить напряжённость, — это и есть В/м: Н/Кл = Дж/(м*Кл) = В/м.

И всё бы хорошо, да обычно потенциал какой-то одной точки считать особого смысла нет — мы и так можем знать и энергию, и заряд, нафига нам париться чем-то ещё? А вот когда этот заряд перетаскивается полем из одной точки в другую, вот тут уже потенциал становится важнее. Только уже не он сам, а разность потенциалов между конечной и начальной точками. Это будет работа, которую совершила электрическая сила, чтобы переместить заряд из одной точки в другую, делённая на величину этого заряда. Более простыми словами разность потенциалов обозначается ещё одним до боли знакомым словом — электрическое напряжение. Только, правда, его используют не в абстрактных рисунках с точечками и линиями, а в реальных электрических цепях (и с маленькой поправочкой), но, по сути, разность потенциалов и напряжение — это одно и то же. Напряжение можно связать с напряжённостью (теперь бы не перепутать одно с другим! Напряжённость — вектор, по касательной к ней идут все эти страшные силовые линии, а напряжение — это просто безобидное число, говорящее о том, насколько большую энергию тратит поле на переезд зарядика с одного места в другое): в самом простом случае, если поле однородно, E = дельтафи/d. E — напряжённость в одной из точек, дельтафи — разность потенциалов между двумя точками (E будет одинакова в обеих, так как поле однородное), d — расстояние между точками (в самом простом случае; а так это проекция перемещения на силовую линию… лучше всего забыть эти страшные слова, их произношение ни к чему хорошему не приведёт). Но, вообще говоря, одно с другим связывается гораздо сложнее, просто в школьной физике этим стараются голову не забивать — и без того уже мозги кипят.

что такое контактная разность потенциалов и как она возникает?

КОНТАКТНАЯ РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ разность потенциалов, возникающая между разными контактирующими проводниками в условиях термодинамич. равновесия. Если два тв. проводника привести в соприкосновение, то между ними происходит обмен эл-нами. В результате проводники заряжаются (с меньшей работой выхода положительно, а с большей — отрицательно) до тех пор, пока потоки эл-нов в обоих направлениях не уравновесятся. Установившаяся К. р. п. равна разности работ выхода проводников, отнесённой к заряду эл-на. Если составить электрич. цепь из неск. проводников, то К. р. п. между крайними проводниками определяется только их работами выхода и не зависит от промежуточных членов цепи (правило Вольта) . К. р. п. может достигать неск. В. Она зависит от строения проводника и от состояния его поверхности. Поэтому К. р. п. можно изменять обработкой поверхностей (покрытиями, адсорбцией и т. п.) , введением примесей (для полупроводников) и сплавлением с др. в-вами (в случае металлов) . Электрич. поле К. р. п. сосредоточено вблизи границы раздела и в зазоре между проводниками. Линейные размеры этой области тем больше, чем меньше концентрации эл-нов проводимости в проводниках: в металлах =10-8—10-7 см, в ПП до 10-4— 10-5 см. Учёт К. р. п. существен при конструировании электровакуумных приборов. В электронных лампах К. р. п. влияет на вид вольтамперных хар-к. В термоэлектронном преобразователе энергии К. р. п. используется для прямого преобразования тепловой энергии в электрическую. К. р. п. обусловливает нелинейность вольтамперных хар-к контактов металл — ПП и св-ва электронно-дырочных переходов,

контактная разность потенциалов — разность электрических потенциалов U, возникающая между двумя контактирующими проводниками в условиях термодинамического равновесия