Elektrisk spænding

Elektrisk spænding defineres som elektrisk potentialforskel mellem to punkter i et elektrisk felt.

Ved hjælp af vandrøranalogi kan vi visualisere spændingen som højdeforskel, der får vandet til at strømme ned.

V = φ ₂ - φ ₁

V er spændingen mellem punkt 2 og 1 i volt (V) .

φ ₂ er det elektriske potentiale ved punkt 2 i volt (V).

φ ₁ er det elektriske potentiale ved punkt 1 i volt (V).

I et elektrisk kredsløb er den elektriske spænding V i volt (V) lig med energiforbruget E i joule (J)

divideret med den elektriske ladning Q i coulombs (C).

$V = \ frac {E} {Q}$

V er spændingen målt i volt (V)

E er energien målt i joule (J)

Q er den elektriske ladning målt i coulombs (C)

Spænding i serie

Den samlede spænding for flere spændingskilder eller spændingsfald i serie er deres sum.

V _T = V ₁ + V ₂ + V ₃ + ...

V _T - den ækvivalente spændingskilde eller spændingsfald i volt (V).

V ₁ - spændingskilde eller spændingsfald i volt (V).

V ₂ - spændingskilde eller spændingsfald i volt (V).

V ₃ - spændingskilde eller spændingsfald i volt (V).

Spænding parallelt

Spændingskilder eller spændingsfald parallelt har samme spænding.

V _T = V ₁ = V ₂ = V ₃ = ...

V _T - den ækvivalente spændingskilde eller spændingsfald i volt (V).

V ₁ - spændingskilde eller spændingsfald i volt (V).

V ₂ - spændingskilde eller spændingsfald i volt (V).

V ₃ - spændingskilde eller spændingsfald i volt (V).

Spændingsdeler

For elektrisk kredsløb med modstande (eller anden impedans) i serie, spændingsfaldet V _i på modstanden R _i er:

$V_i = V_T \: \ frac {R_i} {R_1 + R_2 + R_3 + ...}$

Kirchhoffs spændingslov (KVL)

Summen af spændingsfald ved en strømsløjfe er nul.

∑ V _k = 0

DC-kredsløb

Jævnstrøm (DC) genereres af en konstant spændingskilde som et batteri eller DC-spændingskilde.

Spændingsfaldet på en modstand kan beregnes ud fra modstandens modstand og modstandens strøm ved hjælp af Ohms lov:

Spændingsberegning med Ohms lov

V _R = I _R × R

V _R - spændingsfald på modstanden målt i volt (V)

I _R - strømstrøm gennem modstanden målt i ampere (A)

R - modstand af modstanden målt i ohm (Ω)

AC-kredsløb

Vekselstrøm genereres af en sinusformet spændingskilde.

Ohms lov

V _Z = I _Z × Z

V _Z - spændingsfald på belastningen målt i volt (V)

I _Z - strømstrøm gennem belastningen målt i ampere (A)

Z - impedans af belastningen målt i ohm (Ω)

Momentan spænding

v ( t ) = V _max × sin ( ωt + θ )

v (t) - spænding på tidspunktet t, målt i volt (V).

V _max - maksimal spænding (= sinus amplitude) målt i volt (V).

ω - vinkelfrekvens målt i radianer pr. sekund (rad / s).

t - tid, målt i sekunder.

θ - fase af sinusbølge i radianer (rad).

RMS (effektiv) spænding

V _rms = V _eff = V _max / √ 2 ≈ 0,707 V _max

V _rms - RMS-spænding målt i volt (V).

V _max - maksimal spænding (= sinus amplitude) målt i volt (V).

Peak-to-peak spænding

V _p-p = 2 V _maks

Spændingsfald

Spændingsfald er faldet i elektrisk potentiale eller potentialforskel på belastningen i et elektrisk kredsløb.

Spændingsmåling

Elektrisk spænding måles med voltmeter. Voltmeteret er forbundet parallelt med den målte komponent eller kredsløb.

Voltmeteret har meget høj modstand, så det påvirker næsten ikke det målte kredsløb.

Spænding efter land

Vekselstrømsforsyningen kan variere for hvert land.

Europæiske lande bruger 230V, mens lande i Nordamerika bruger 120V.

Land	Spænding [Volt]	Frekvens [Hertz]
Australien	230V	50Hz
Brasilien	110V	60Hz
Canada	120V	60Hz
Kina	220V	50Hz
Frankrig	230V	50Hz
Tyskland	230V	50Hz
Indien	230V	50Hz
Irland	230V	50Hz
Israel	230V	50Hz
Italien	230V	50Hz
Japan	100V	50 / 60Hz
New Zealand	230V	50Hz
Filippinerne	220V	60Hz
Rusland	220V	50Hz
Sydafrika	220V	50Hz
Thailand	220V	50Hz
UK	230V	50Hz
USA	120V	60Hz

Elektrisk strøm ►