Sprieguma definīcija fizikā

CC0 / publiskais domēns

Spriegums ir elektriskās potenciālās enerģijas attēlojums uz lādiņa vienību. Ja elektriskā lādiņa vienība tika novietota vietā, spriegums norāda potenciālā enerģija tajā brīdī. Citiem vārdiem sakot, tas ir iekšā esošās enerģijas mērījums elektriskais lauks , vai elektriskā ķēde, noteiktā punktā. Tas ir vienāds ar darbu, kas būtu jāveic uz lādiņa vienību pret elektrisko lauku, lai lādiņu pārvietotu no viena punkta uz otru.

Spriegums ir skalārs lielums; tam nav virziena. Oma likums saka, ka spriegums ir vienāds ar strāvu un pretestību.

Sprieguma vienības

The JĀ vienība spriegums ir volts, lai 1 volts = 1 džouls/kulons. To attēlo V. Volts ir nosaukts pēc itāļu fiziķa Alesandro Volta, kurš izgudroja ķīmisko akumulatoru.

Tas nozīmē, ka viens lādiņa kulons iegūs vienu džoulu potenciālās enerģijas, kad tas tiks pārvietots starp divām vietām, kur elektriskā potenciāla starpība ir viens volts. Ja spriegums starp divām vietām ir 12, viens lādiņa kulons iegūs 12 džoulus potenciālās enerģijas.

Sešu voltu akumulatoram ir potenciāls vienam lādiņam, lai iegūtu sešus džoulus potenciālās enerģijas starp divām vietām. Deviņu voltu akumulatoram ir potenciāls vienam lādiņam, lai iegūtu deviņus džoulus potenciālās enerģijas.

Kā darbojas spriegums

Konkrētāks sprieguma piemērs no reālās dzīves ir ūdens tvertne ar šļūteni, kas stiepjas no apakšas. Ūdens tvertnē atspoguļo uzkrāto lādiņu. Nepieciešams darbs, lai tvertni piepildītu ar ūdeni. Tādējādi tiek izveidots ūdens krājums, kā tas notiek akumulatorā. Jo vairāk ūdens tvertnē, jo lielāks spiediens, un ūdens var izkļūt caur šļūteni ar lielāku enerģiju. Ja tvertnē būtu mazāk ūdens, tā izietu ar mazāku enerģiju.

Šis spiediena potenciāls ir līdzvērtīgs spriegumam. Jo vairāk ūdens tvertnē, jo lielāks spiediens. Jo vairāk uzlādes tiek uzglabāts akumulatorā, jo lielāks spriegums.

Atverot šļūteni, plūst ūdens straume. Spiediens tvertnē nosaka, cik ātri tas izplūst no šļūtenes. Elektriskā strāva mēra ampēros vai ampēros. Jo vairāk voltu jums ir, jo vairāk ampēru strāvai, tāpat kā jo lielāks ūdens spiediens, jo ātrāk ūdens iztecēs no tvertnes.

Tomēr strāvu ietekmē arī pretestība. Šļūtenes gadījumā tas ir, cik plata ir šļūtene. Plata šļūtene ļauj īsākā laikā izplūst vairāk ūdens, savukārt šaura šļūtene iztur ūdens plūsmu. Ar elektrisko strāvu var būt arī pretestība, ko mēra omos.

Oma likums saka, ka spriegums ir vienāds ar strāvu un pretestību. V = I * R. Ja jums ir 12 voltu akumulators, bet jūsu pretestība ir divi omi, jūsu strāva būs seši ampēri. Ja pretestība būtu viens oms, jūsu strāva būtu 12 ampēri.