מתח חשמלי

מתח חשמלי מוגדר כהפרש פוטנציאל חשמלי בין שתי נקודות של שדה חשמלי.

באמצעות אנלוגיה של צינורות מים נוכל לדמיין את המתח כהפרש גובה שגורם למים לזרום מטה.

V = φ ₂ - φ ₁

V הוא המתח בין נקודה 2 ל- 1 בוולט (V) .

φ ₂ הוא הפוטנציאל החשמלי בנקודה 2 בוולט (V).

φ ₁ הוא הפוטנציאל החשמלי בנקודה 1 בוולט (V).

במעגל חשמלי, המתח החשמלי V בוולט (V) שווה לצריכת האנרגיה E בג'אול (J)

מחולק במטען החשמלי Q בקולומבים (C).

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

V הוא המתח הנמדד בוולט (V)

E היא האנרגיה הנמדדת בג'אול (J)

Q הוא המטען החשמלי הנמדד בקולומבים (C)

מתח בסדרה

המתח הכולל של מספר מקורות מתח או ירידות מתח בסדרה הוא סכומם.

V _T = V ₁ + V ₂ + V ₃ + ...

V _T - מקור המתח המקביל או ירידת המתח בוולט (V).

V ₁ - מקור מתח או ירידת מתח בוולט (V).

V ₂ - מקור מתח או ירידת מתח בוולט (V).

V ₃ - מקור מתח או ירידת מתח בוולט (V).

מתח במקביל

במקורות מתח או ירידות מתח במקביל יש מתח שווה.

V _T = V ₁ = V ₂ = V ₃ = ...

V _T - מקור המתח המקביל או ירידת המתח בוולט (V).

V ₁ - מקור מתח או ירידת מתח בוולט (V).

V ₂ - מקור מתח או ירידת מתח בוולט (V).

V ₃ - מקור מתח או ירידת מתח בוולט (V).

מחלק מתח

עבור מעגל חשמלי עם נגדים (או עכבה אחרת) בסדרה, ה- V נפילת מתח _i על R נגד _i הוא:

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

חוק המתח של קירכהוף (KVL)

סכום ירידות המתח בלולאת זרם הוא אפס.

∑ V _k = 0

מעגל DC

זרם ישר (DC) נוצר על ידי מקור מתח קבוע כמו סוללה או מקור מתח DC.

ניתן לחשב את ירידת המתח על הנגד מהתנגדות הנגד וזרם הנגד, באמצעות חוק אוהם:

חישוב מתח לפי חוק אוהם

V _R = I _R × R

V _R - ירידת מתח על הנגד נמדדת בוולט (V)

I _R - זרם הזרם דרך הנגד שנמדד באמפר (A)

R - התנגדות הנגד הנמדדת באום (Ω)

מעגל זרם חילופין

זרם חילופין נוצר על ידי מקור מתח סינוסי.

חוק אוהם

V _Z = I _Z × Z

V _Z - ירידת מתח בעומס הנמדד בוולט (V)

I _Z - זרם זרם דרך העומס הנמדד באמפר (A)

Z - עכבה של העומס הנמדד באום (Ω)

מתח רגעי

v ( t ) = V _{מקסימום} × sin ( ωt + θ )

v (t) - מתח בזמן t, נמדד בוולט (V).

_{מקסימום} V - מתח מקסימלי (= משרעת סינוס), נמדד בוולט (V).

ω - תדר זוויתי שנמדד ברדיאנים לשנייה (rad / s).

זמן t, נמדד בשניות.

θ - שלב גל סינוס ברדיאנים (rad).

מתח RMS (יעיל)

V _rms = V _eff = V _max / √ 2 ≈ 0.707 V _max

V _rms - מתח RMS, נמדד בוולט (V).

_{מקסימום} V - מתח מקסימלי (= משרעת סינוס), נמדד בוולט (V).

מתח שיא לשיא

V _p-p = _{מקסימום} 2 V

נפילת מתח

ירידה במתח היא ירידת הפוטנציאל החשמלי או הפרש הפוטנציאל על העומס במעגל חשמלי.

מדידת מתח

מתח חשמלי נמדד באמצעות מד מתח. מד המתח מחובר במקביל לרכיב או למעגל הנמדד.

למד מתח יש התנגדות גבוהה מאוד, כך שהוא כמעט ולא משפיע על המעגל הנמדד.

מתח לפי מדינה

אספקת מתח AC עשויה להשתנות בכל מדינה.

מדינות אירופה משתמשות ב -230 וולט, בעוד שמדינות צפון אמריקה משתמשות ב -120 וולט.

מדינה	מתח [וולט]	תדירות [הרץ]
אוֹסטְרַלִיָה	230 וולט	50 הרץ
בְּרָזִיל	110 וולט	60 הרץ
קנדה	120 וולט	60 הרץ
חרסינה	220 וולט	50 הרץ
צָרְפַת	230 וולט	50 הרץ
גֶרמָנִיָה	230 וולט	50 הרץ
הוֹדוּ	230 וולט	50 הרץ
אירלנד	230 וולט	50 הרץ
ישראל	230 וולט	50 הרץ
אִיטַלִיָה	230 וולט	50 הרץ
יפן	100 וולט	50/60 הרץ
ניו זילנד	230 וולט	50 הרץ
הפיליפינים	220 וולט	60 הרץ
רוּסִיָה	220 וולט	50 הרץ
דרום אפריקה	220 וולט	50 הרץ
תאילנד	220 וולט	50 הרץ
בריטניה	230 וולט	50 הרץ
ארה"ב	120 וולט	60 הרץ

זרם חשמלי ►