Spannung – ein wichtiger Begriff der Elektrotechnik

Strom – die von den Menschen genutzte Form der Energie. Ohne übertreibung kann man sagen, dass die Definition des elektrischen Stroms als eine geordnete Bewegung der Elektronen ist bekannt noch aus dem Schulbuch Physik. Aber was ist Spannung und wie wird es „geordnete Bewegung», antwortet nicht jeder. Erinnern wir uns daran, dass ein Elektron elektrische Elementarladung, selbst durch einen Leiter bewegt sich nicht. Andererseits, nur die Bewegung der Ladungen auf der Kette, begleitet von der Ausführung der nützlichen Arbeit in der Form der Umwandlung von Energie von einer Form in eine andere. Es ist durch diese Umwandlungen elektrischer Strom in einigen Fällen glüht der Faden des Lämpchens, und in anderen – dreht sich der Rotor des Motors. Im ersten Fall haben die Umwandlung von elektrischer Energie in Wärme, während die zweite – magnetische. Die Energie bewegter Ladungen verbraucht durch die Quelle, die unterstützt der elektrische Strom in der Schaltung. Fließt durch einen Leiter, der Strom überträgt Energie EMF Quelle bis zum Verbraucher – Filament, Wicklungen des Elektromotors, etc.

Wenn Sie den Strom als Anzahl der Ladungen, die durch einen Leiter, so kann man sagen, dass die Arbeit des Stromes hängt von der Anzahl der Ladungen pro Zeiteinheit. Und wovon hängt der elektrische Strom im Stromkreis? Betrachten Sie das Modell des Stromflusses am Beispiel der Wasserstrahl fließt aus der öffnung im unteren Teil des Zylinders, randvoll gefüllt. Stellen Sie sich vor, dass in unserem Modell Zylinder - Dirigent, und das Wasser – das ist eine große Anzahl von Tröpfchen-Elektronen. Dann ganz klar, dass die sich pro Zeiteinheit die Menge des Wassers hängt von zwei Parametern ab – der Druck der Wassersäule, die in elektrischen schaltungen bezeichnet man als Spannung, und den Durchmesser der Löcher ü Analogon elektrischer Widerstand. Höhe der Wassersäule in diesem Modell gibt die Obere Potenzial der Energiequelle, Tröpfchen-Ladungen ähnlich wie der Fluss von Elektronen, die sich vom oberen zum unteren Schichten. Potentielle Energie eine wässrige Masse, D. H. die Fähigkeit, bestimmte nützliche Arbeit, auf der oberen und unteren Ebene unterschiedlich. Dank der potenzialdifferenz Wasser aus dem Loch fließen kann, und mit der Umwandlung der potentiellen Energie der Wassersäule in kinetische Energie des Wasserstrahls. Wenn die Höhe der Wassersäule zu erhöhen, wird eine Potentialdifferenz oder Spannung, steigt, und die Kraft des Stromes, genauer gesagt, die Masse fließt pro Zeiteinheit Wasser, auch wächst. Also das vorgeschlagene Modell zeigt direkt proportionale Abhängigkeit der Stromstärke von der Spannung.

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In der Theorie der Elektrizität diese Schlussfolgerung wird wie folgt geschrieben: I = f(U)* K, wo I - Strom, U – Spannung, und K ü individuelle Reaktion Eigenschaft der elektrischen Schaltung auf einen vorbeifahrenden Strom - Leitfähigkeit. In der Technik üblicherweise verwendet den Wert, die entgegengesetzte Leitfähigkeit R = 1/K , und es heißt „Widerstand“. Widerstand in der Regel gedeutet als Nutzlast Kette. In unserem Modell so „Widerstand“ steht die Fläche der öffnung für die Entleerung: je größer Sie ist, desto größer ist seine Durchgängigkeit, oder, die Sprache der Elektrotechnik, Leitfähigkeit, und damit den Strömungswiderstand des Wassers reduziert.

Auf dem Modell wird deutlich, wie die potenzielle Energie der Strömung Tröpfchen-Ladungen umgewandelt wird in die kinetische Energie eines undichten Jet. Je weniger Widerstand (oder mehr Leitfähigkeit), desto mehr mechanische Arbeit erfolgt über die Masse des Wassers. Anders gesagt, Nutzlasten verschiedene Arten von ö Stromwandler, Z. B. Faden Glühlampe wandelt elektrische Energie in Wärme und Licht, Spule relais wandelt elektrische Energie in magnetische, etc.

Rückkehr zu den elektrischen Stromkreisen, können wir schließen, dass die Stromstärke I und Spannung U sind von den elektrischen Parametern, die die Arbeit des Stromes a (A= U*I).

Bei dieser Stromstärke hängt von der Anzahl der migrierten Ladung und Spannung ist die Ursache, die bewirkt, dass Elektronen «ordentlich» bewegen von größeren Kapazitäten zu weniger. Wenn die Spannung fehlt, dann kein Betrag der freien Elektronen in der Materie führt nicht auf die Bewegung der Ladungen. Dies bedeutet, dass keine Spannung führt nicht zur übertragung von Energie.

Eine Gute Demonstration der gewonnenen Erkenntnisse sind Wasserkraftwerke: Sie bauen mit Hilfe des großen Gefälles Ebenen (Potentiale) des Wassers. Hier die Masse des fallenden Wassers ist ähnlich dem Strom, und der Unterschied der Ebenen oberen und unteren Pool spielt die Rolle des Delta-Potentialen.