A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
Elektrické napětí | |
---|---|
Název veličiny a její značka | Elektrické napětí U |
Hlavní jednotka SI a její značka | volt V |
Rozměrový symbol SI | U |
Dle transformace složek | skalární |
Zařazení jednotky v soustavě SI | základní |
Elektrické napětí je jedna ze základních veličin při studiu a využívání elektřiny. Napětí jako rozdíl potenciálů mezi dvěma body může způsobit elektrický proud a v analogii s kapalinou odpovídá rozdílu tlaků mezi dvěma body potrubí. Definuje se jako rozdíl potenciálů mezi dvěma body elektrického pole, tj. práce, potřebná k přenesení jednotkového náboje mezi těmito body. Vztah mezi napětím a proudem ve vodiči s elektrickým odporem vyjadřuje Ohmův zákon.
Napětí v elektrických rozvodech může být stejnosměrné (značí se ss nebo symbolem =, např. Uss, resp. U=) nebo střídavé (značí se st nebo symbolem ~, např. Ust, resp. U~), jehož směr toku i okamžitá velikost se v čase periodicky mění, příkladem může být elektrická síť se střídavým napětím 230 V a frekvencí 50 Hz[1], kde napětí vzniká pohybem elektrického vodiče v elektromagnetickém poli generátoru v elektrárně. V technické praxi se napětí často vztahuje vůči zemi s potenciálem nula.
Značka elektrického napětí je velké (většinou efektivní hodnota) resp. malé (většinou okamžitá hodnota, viz nestacionární pole).[2] Jednotkou elektrického napětí v soustavě SI je volt, značí se . Elektrické napětí se měří voltmetrem, který se zapojuje do obvodu paralelně.
Kategorie | Napěťová hladina | Značka | Střídavé napětí (efektivní hodnota) | Stejnosměrné napětí | ||
---|---|---|---|---|---|---|
Uzeměná síť | Izolovaná síť | |||||
fáze-zem | fáze-fáze | fáze-fáze | ||||
I | malé napětí | mn | do 50 V včetně | do 120 V včetně | ||
II | nízké napětí | nn | nad 50 V až
do 600 V včetně |
nad 50 V až
do 1 kV včetně |
nad 120 V až
do 1 500 V včetně | |
A | vysoké napětí | vn | nad 0,6 kV až
do 30 kV včetně |
nad 1 kV až
do 52 kV včetně |
nad 1,5 kV až
do 52 kV včetně | |
B | velmi vysoké napětí | vvn | nad 30 kV až
do 171 kV včetně |
nad 52 kV až
do 300 kV včetně | ||
C | zvláště vysoké napětí | zvn | – | nad 300 kV až
do 800 kV včetně |
– | nad 300 kV až
do 800 kV včetně |
D | ultra vysoké napětí | uvn | – | nad 800 kV | – | nad 800 kV |
Definice
Stacionární pole
Elektrické napětí mezi dvěma body s polohovými vektory a lze vyjádřit vztahem:
- ,
kde je intenzita elektrického pole a je elektrický potenciál.
Práci vykonanou při přemísťování kladného náboje při napětí lze vyjádřit vztahem:
Nestacionární pole
Elektrické napětí indukované ve smyčce vodiče je rovno časové změně celkového magnetického toku, který smyčkou prochází (Faradayův zákon elektromagnetické indukce):
- ,
kde je magnetický tok,
a v integrálním tvaru kde se integruje po uzavřené vodivé smyčce s plochou :
- ,
kde je magnetická indukce.
Pokud se polarita napětí mezi body určitého pole v čase nemění, takže lze rozlišit kladný a záporný pól, jedná se o stejnosměrné napětí Uss nebo U=. Typickým příkladem může být elektrický článek, baterie článků nebo akumulátor, kde napětí vzniká elektrochemickým procesem. Pokud se polarita v čase pravidelně mění, jedná se o střídavé napětí Ust nebo U~.
Stejnosměrné napětí
Stejnosměrné napětí je takové elektrické napětí, které v čase nemění svou polaritu. Jako zdroje stejnosměrného napětí se užívají:
- galvanický článek – jedná se buď o primární články (např. tužková baterie) určené k napájení spotřebičů s malým příkonem nebo články sekundární – akumulátory – určené pro energeticky náročnější přenosné spotřebiče (např. mobilní telefon)
- fotovoltaický článek – používaný k napájení malých kapesních kalkulátorů, ale i pro stavbu mohutných fotovoltaických elektráren
- termočlánek – napájí meziplanetární sondy jako součást radioizotopového termoelektrického generátoru
- dynamo – dříve nejrozšířenější stejnosměrný zdroj, nyní zcela vytlačen alternátorem s usměrňovačem
- usměrňovač – umožňuje získat stejnosměrný proud ze střídavého, většinou síťového proudu
Střídavé napětí
Střídavé napětí je takové elektrické napětí, které v čase mění svou polaritu s určitou periodou. Časový průběh napětí je obvykle harmonický:
kde je amplituda střídavého napětí, je úhlová frekvence a je fázový posuv mezi napětím a proudem.
Neharmonické průběhy mohou mít různé tvary:
- obdélník, např. jak výstup z TTL bez stejnosměrné složky nebo výstup obvodu s operačním zesilovačem, který cykluje mezi svými saturačními hodnotami.
- pila
- skoky s jednostranným sklonem
- skoky s oboustranným sklonem, např. jako neustálá integrace přírůstku s proměnlivým znaménkem (obdélníků)
- harmonický sinus částečně posunutý (vertikálně) o stejnosměrnou složku
- nesymetrickým střídavým průběhem může být jakýkoli tvar za kondenzátorem, který blokuje stejnosměrnou složku
- průběh usměrněných půlvln za diodovým můstkem (oblouky proti špičkám)
- cyklický průběh impulsů přechodového jevu (vysoké špičky proti mělkým úrovním ustálení)
Velikost harmonického střídavého napětí je obtížné vyjádřit jediným číslem, protože jeho hodnota se neustále mění v čase. Proto definujeme následující hodnoty:
Střední hodnotu harmonického napětí definujeme následovně:
- .
Efektivní hodnotu harmonického napětí definujeme následovně:
Antropológia
Aplikované vedy
Bibliometria
Dejiny vedy
Encyklopédie
Filozofia vedy
Forenzné vedy
Humanitné vedy
Knižničná veda
Kryogenika
Kryptológia
Kulturológia
Literárna veda
Medzidisciplinárne oblasti
Metódy kvantitatívnej analýzy
Metavedy
Metodika
Text je dostupný za podmienok Creative
Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších
podmienok.
Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky
použitia.
www.astronomia.sk | www.biologia.sk | www.botanika.sk | www.dejiny.sk | www.economy.sk | www.elektrotechnika.sk | www.estetika.sk | www.farmakologia.sk | www.filozofia.sk | Fyzika | www.futurologia.sk | www.genetika.sk | www.chemia.sk | www.lingvistika.sk | www.politologia.sk | www.psychologia.sk | www.sexuologia.sk | www.sociologia.sk | www.veda.sk I www.zoologia.sk