Електрична напруга

Напруга (U) на ділянці електричного кола — фізична величина, що визначається роботою, яка виконується сумарним полем електростатичних і сторонніх сил при переміщенні одиничного позитивного заряду на даній ділянці кола. Поняття напруги є узагальненим поняттям різниці потенціалів: напруга на кінцях ділянки кола дорівнює різниці потенціалів в тому випадку, якщо на цій ділянці не прикладена електрорушійна сила.

Напруга вимірюється у вольтах (B).

U=W_ст/Q, де W_ст - робота сторонніх сил по переміщенню заряду, Q- одиниця заряду U=φ1-φ2, де φ1-φ2 - різниця потенціалів

Із закону Ома для неповного кола: U=I·R , де I-струм, R-опір провідника

Для вимірювання напруги використовуються прилади, які називаються вольтметрами, мілівольтметрами тощо.

Рівні напруги

У різних напрямках діяльності людини використовуються різні стандартні рівні напруги. Часто це визначається традиційним для даної галузі значенням, як, наприклад, 12 В для звичайного автомобільного акумулятора або використання в побутовій електромережі України змінний струм із напругою 220 В.

Електричні мережі

Побутові рівні напруги та частоти у світі

Стандартними для України є 0.4, 6, 10, 35, 110, 150*, 220*, 330, 400*, 500*, 750 кВ змінної напруги та 800 кВ постійної напруги (± 400 кВ).

(*)Мережі вказаних напруг мають обмежене використання. Мережі напругою 150 кВ - поблизу Дніпровської ГЕС; 220 кВ - Кримська та Західна енергосистеми; 400 кВ - зв'язок ОЕС України з електричними мережами Європи; 500 кВ - зв'язок ОЕС України з ЕЕС Росії.

У Росії стандартними є напруги 0.4, 6, 10, 20, 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750, 1150 кВ змінної напруги та 400 і 800 кВ постійної напруги.

У США — 33, 115, 138, 161, 230, 345, 500 кВ змінної напруги

У Європі — 33, 132, 150, 220, 300-330, 380-400, 500, 750 кВ змінної напруги. В деяких країнах використовуються нестандартні рівні, наприклад 275 кВ у Великій Британії або 450 кВ для міждержавних ліній, що пов'язують скандинавські країни з континентальною Європою.

Загалом головною причиною різних стандартних рівнів напруги у різних країнах є різна ступінь збільшення її з розвитком електротехніки при початковій ізольованості енергосистем. Слід зазначити, що зважаючи на сумісну роботу багатьох електричних систем та досить великий час їх роботи можливе використання у певних регіонах класів напруги притаманних сусіднім системам. Як приклади в Україні можна навести Донецьку та Закарпатську області.

Найбільш поширеною побутовою напругою у світі є 220-240 В. В той же час у Північній Америці, Японії, Тайвані та окремих частинах Південної Америки використовуються напруги від 100 до 127 В (детальніше у статті Побутова електрична мережа).

Автомобільні системи

У всіх легкових автомобілях цивільного призначення використовується акумулятори з номінальною напругою 12 В. Для військових модифікацій номінальною є напруга 24 В, якої досягають послідовним з'єднанням двох звичайних акумуляторів. Характерним прикладом є автомобіль Хаммер H1 у якого дві 12-вольтові батареї, включені паралельно, на відміну від військового HMMWV, де дві батареї підключено послідовно для отримання 24 вольт.

Однією з можливих причин використання 12-вольтової мережі є експерименти з першими автомобільними акумуляторами, як показали, що з використанням кислотних акумуляторів економічно найбільш вигідно використання акумулятора напруги 12 В з використанням 6 банок з кислотою.^{[Джерело?]}

Див. також

• Крокова напруга

Джерела

• Сивухин Л. В. (1977). Общий курс физики. Том III. Электричество. Москва: Наука. 

Це незавершена стаття з фізики. Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.