Napi?cie elektryczne ? ro?nica potencjałow elektrycznych mi?dzy dwoma punktami obwodu elektrycznego lub pola elektrycznego . Symbolem napi?cia jest U . Napi?cie elektryczne jest to stosunek pracy wykonanej przeciwko polu, podczas przenoszenia ładunku elektrycznego mi?dzy punktami, dla ktorych okre?la si? napi?cie, do warto?ci tego ładunku. Wyra?a to wzor:

${\displaystyle U_{AB}=\varphi _{B}-\varphi _{A}={\frac {W_{A\longrightarrow B}}{q}},}$

przy czym zakłada si?, ?e przenoszony ładunek jest na tyle mały, i? nie wpływa znacz?co na zewn?trzne pole elektryczne ^[1] .

W przypadku ?rodła napi?cia (pr?du) elektrycznego napi?cie jest jego najwa?niejszym parametrem i okre?la zdolno?? ?rodła energii elektrycznej do wykonania pracy . Napi?cie mierzone na zaciskach ?rodła napi?cia jest mniejsze od siły elektromotorycznej ?rodła. Ro?nica ta spowodowana jest spadkiem napi?cia na oporze wewn?trznym ?rodła.

Zale?no?? pomi?dzy spadkami napi?? i siłami elektromotorycznymi w obwodach elektrycznych opisuje II prawo Kirchhoffa .

Zwi?zek napi?cia z nat??eniem pola elektrycznego [ edytuj | edytuj kod ]

Napi?cie elektryczne mo?na okre?li?, znaj?c nat??enie pola elektrycznego :

${\displaystyle U_{AB}={\frac {W_{A\longrightarrow B}}{q}}=\int \limits _{A}^{B}{\vec {E}}\cdot \;d{\vec {l}}.}$

Całkowanie odbywa si? pomi?dzy punktami A i B ^[1] , przy czym warto?? całki nie zale?y od wyboru drogi. Wynika st?d, ?e napi?cie mi?dzy dwoma punktami mo?e by? dodatnie, ujemne, a w szczegolnych przypadkach ? rowne zero.

Napi?cie elektryczne otwartego ?rodła pr?du [ edytuj | edytuj kod ]

Napi?cie elektryczne otwartego ?rodła pr?du (bez poboru pr?du) rowne jest sile elektromotorycznej (SEM) tego ?rodła, co wynika z zale?no?ci:

${\displaystyle U=\varepsilon -IR_{w},}$

gdzie:

${\displaystyle U}$ ? napi?cie na zaciskach ?rodła,

${\displaystyle \varepsilon }$ ? siła elektromotoryczna,

${\displaystyle R_{w}}$ ? opor wewn?trzny ?rodła,

${\displaystyle I}$ ? nat??enie pr?du pobieranego ze ?rodła.

Dla otwartego ?rodła: ${\displaystyle I=0,}$ zatem

${\displaystyle U=\varepsilon .}$

Jednostka napi?cia [ edytuj | edytuj kod ]

Jednostk? napi?cia jest wolt (V). Mi?dzy dwoma punktami pola elektrycznego jest napi?cie 1 V , je?eli do przeniesienia mi?dzy tymi punktami ładunku 1 C potrzebna jest praca 1 J

${\displaystyle \mathrm {1V={\frac {1J}{1C}}} ,}$

a wymiar wolta

${\displaystyle \mathrm {V={\frac {kg\cdot m^{2}}{s^{3}\cdot A}}} .}$

Pomiar napi?cia [ edytuj | edytuj kod ]

Przyrz?dy słu??ce do pomiaru napi?cia elektrycznego to woltomierze ^[2] .

Napi?cie w obwodach pr?du zmiennego [ edytuj | edytuj kod ]

W obwodach pr?du zmiennego napi?cie mo?e by? opisane przy pomocy kilku poj??, s? to: warto?? chwilowa, skuteczna, ?rednia i maksymalna.

Warto?? skuteczn? ${\displaystyle U_{sk}}$ napi?cia elektrycznego okresowego o okresie ${\displaystyle T}$ okre?la si? wzorem ^[3] :

${\displaystyle U_{sk}={\sqrt {{\frac {1}{T}}\int \limits _{0}^{T}u^{2}(t)\ dt}}.}$

Warto?ci? ?redni? ${\displaystyle U_{sr}}$ napi?cia okre?la si? napi?cie o warto?ci:

${\displaystyle U_{sr}={\frac {1}{T}}\int \limits _{0}^{T}u(t)\ dt.}$

Dla napi?cia przemiennego sinusoidalnego, ktorego przebieg mo?na opisa? wzorem ^[4] :

${\displaystyle u(t)=U_{max}\sin(\omega \cdot t+\varphi ),}$

warto?? skuteczna napi?cia wynosi ^[4] :

${\displaystyle U_{sk}={\frac {1}{\sqrt {2}}}\ U_{max}}$

warto?? ?rednia jest rowna 0, a ?rednia z warto?ci bezwzgl?dnej ^[4] :

${\displaystyle U_{sr}={\frac {2}{\pi }}\ U_{max}\approx 0{,}637U_{max},}$

gdzie:

${\displaystyle U(t)}$ ? napi?cie chwilowe w funkcji czasu ${\displaystyle t,}$

${\displaystyle U_{max}}$ ? napi?cie maksymalne, rowne jego amplitudzie ,

${\displaystyle U_{sk}}$ ? napi?cie skuteczne ,

${\displaystyle U_{sr}}$ ? napi?cie ?rednie,

${\displaystyle \omega }$ ? pulsacja ,

${\displaystyle \varphi }$ ? faza pocz?tkowa.

W sieciach niskiego napi?cia w Polsce napi?cie skuteczne fazowe (mierzone mi?dzy przewodem fazowym, czyli b?d?cym pod napi?ciem a ziemi?) wynosi 230 V , za? mi?dzyfazowe (mierzone mi?dzy przewodami dwoch faz) 400 V, co odpowiada amplitudom: ${\displaystyle U_{max}}$ ? 325 V i 563 V. Pomi?dzy napi?ciem fazowym ${\displaystyle U_{f}}$ a mi?dzyfazowym ${\displaystyle U_{p}}$ układu 3-fazowego, symetrycznego, gwiazdowego zachodzi nast?puj?ca zale?no?? ^[5] :

${\displaystyle U_{p}={\sqrt {3}}\,U_{f},}$

gdzie:

${\displaystyle U_{p}}$ ? napi?cie mi?dzyfazowe (nazywane te? przewodowym lub liniowym od ang. line-to-line voltage ),

${\displaystyle U_{f}}$ ? napi?cie fazowe .

Zobacz te? [ edytuj | edytuj kod ]

• elektryczno??
• nat??enie pr?du
• opor elektryczny
• II prawo Kirchhoffa
• prawo Ohma
• sie? wysokiego napi?cia
• spadek napi?cia
• woltomierz

Przypisy [ edytuj | edytuj kod ]