§39. Электрическое напряжение. Измерение напряжения
Электрическое напряжение — это величина, которая показывает, какую работу выполняет электрическое поле при переносе заряда между двумя точками цепи. Иными словами, напряжение характеризует запас энергии электрического поля и является мерой «силы», с которой поле действует на заряженные частицы.
Напряжение обозначается буквой U и рассчитывается по формуле:
U = A / q,
где
A — работа электрического поля,
q — заряд, перенесённый между двумя точками.
Единица напряжения
Основной единицей является вольт (В):
1 В = 1 Дж / 1 Кл,
то есть напряжение в 1 вольт означает, что при переносе заряда 1 кулон поле выполняет работу 1 джоуль.
Единица названа в честь Алессандро Вольты — создателя первого химического источника тока.
Также пользуются производными единицами:
- 1 мВ = 10⁻³ В
- 1 кВ = 10³ В
Как возникает напряжение
В источнике тока происходит разделение зарядов: положительные и отрицательные накапливаются на разных полюсах. Между ними возникает электрическое поле, способное выполнять работу.
Если соединить полюсы проводником, поле начинает перемещать заряды — возникает электрический ток. Без напряжения никакого тока возникнуть не может.
Измерение напряжения
Для измерений используют прибор под названием вольтметр, обозначаемый на схемах буквой V.
Особенности подключения:
- вольтметр всегда включают параллельно тому участку цепи, где нужно измерить напряжение;
- клемму «+» прибора соединяют с проводом, идущим от положительного полюса источника.
Безопасность
Для человека безопасными считаются напряжения:
- до 36 В в сухих условиях,
- до 12 В во влажной среде.