Hodně se mluví o napětí v elektrických obvodech, ale co je vlastně napětí elektrického proudu? Jaké jsou jeho druhy a zdroje?
Zkontrolujte elektrické zařízení u velkoobchodu Onninen
Co je napětí jako veličina v elektřině?
Napětí je jeden z termínů používaných ve fyzice, přesněji v elektřině, označovaný symbolem U. Ve fyzice je definováno jako hodnota práce, která je nutná k přenosu jednotkového náboje mezi dvěma poli v elektrickém poli.
V elektřině se tento termín překládá jako rozdíl v elektrickém potenciálu mezi dvěma body v elektrickém obvodu.
Jednotkou používanou k určení hodnoty napětí jsou volty, označené symbolem V. Napětí může mít různé zdroje. Nejčastěji je generován bateriemi, akumulátory a speciálními generátory. Tyto prvky jsou zodpovědné za generování energie potřebné k pohybu nábojů v obvodu.
Pojem proud se často objevuje společně s napětím. Oba spolu úzce souvisí, oba se týkají měření nábojů. Rozdíl je v tom, že napětí měří sílu, která pohání elektrony, aby proudily obvodem, zatímco proud měří rychlost, kterou proudí náboje v obvodu. Zatímco napětí je zodpovědné za dodávání energie do obvodu, proud určuje množství proudu procházejícího kabely a dráty .
K měření napětí a protékajícího proudu se používá speciální elektrické zařízení , které umožňuje bezpečné posouzení prvků obvodu. V elektroinstalacích a sítích je zachování bezpečnosti klíčové, proto do kategorie elektrotechnika patří nejen měřicí přístroje, ale i montážní prvky.
Základní druhy napětí: Stejnosměrné, střídavé a střídavé napětí
V praxi existuje několik variant elektrického napětí. Jedná se o stejnosměrné, střídavé a střídavé napětí. Liší se svými vlastnostmi, především způsobem změny hodnoty napětí v čase a také aplikací.
Stejnosměrný proud, označovaný jako DC, se vyznačuje tím, že udržuje konstantní úroveň napětí v průběhu času. Elektrický proud teče vždy stejným směrem a nemění svou polarizaci. Mezi zdroje napětí v tomto případě patří mimo jiné: baterie či akumulátory, ale také solární panely a stejnosměrné zdroje. Protože poskytuje konstantní úroveň napětí, je široce používán v elektronických zařízeních, automobilovém průmyslu a systémech osvětlení LED.
Druhým typem je střídavé napětí. V nomenklatuře označené jako AC. Od předchozí varianty se liší tím, že se její hodnota v čase mění. Nic to však nemění na tom, že proud neustále teče jedním směrem. V praxi se stejnosměrné napětí používá poměrně zřídka, hlavně ve specializovaných systémech. Používá se například ve střídačích a rektifikačních systémech.
Další variantou je střídavé napětí. Stejně jako proměnné se označuje symbolem AC. Od předchozích se liší tím, že se v čase mění nejen jeho hodnota, ale i směr proudění. Ke změnám směru dochází rytmicky ve vztahu ke změnám napětí. Tento typ napětí generují například generátory střídavého proudu, elektrické sítě nebo elektrárny. Střídavé napětí je široce používáno. Umožňuje transport energie i na velké vzdálenosti. Používá se v elektrických sítích dodávajících elektřinu domům a jiným zařízením prostřednictvím instalačních kabelů .
Jiné typy elektrických napětí v obvodech
I když se nejčastěji mluví o stejnosměrném, střídavém a střídavém napětí, v praxi existují i jiné typy. Příkladem je pulzující napětí. Jeho charakteristickým rysem je, že se periodicky mění, ale jeho polarizace zůstává konstantní. Pulzující napětí je jednou z variant střídavého napětí. Hodnota se může pohybovat od 0 do maximální hodnoty systému. Zdrojem tohoto typu napětí jsou proudové měniče nebo usměrňovače.
Dalším příkladem je třífázové napětí. Je to jedna z variant střídavého napětí, vyznačující se tím, že existují tři sinusová napětí, z nichž každé má stejnou frekvenci a každé z nich je vůči sobě posunuté o 120°. Tento konkrétní typ se používá, když zdroj energie musí napájet velké stroje nebo průmyslová zařízení, stejně jako elektrické sítě, ve kterých jsou jednotlivé prvky obvodu zodpovědné za přepravu vysoce výkonných zátěží.
Analýzou aktuálních hodnot napětí lze indikovat další typ - harmonické napětí. Jde o poruchu střídavého napětí s frekvencí, která je násobkem frekvence základní sítě. Zdrojem jsou elektronická zařízení a elektromotory. Harmonická napětí nepříznivě ovlivňují účinnost sítí a zařízení v nich provozovaných a způsobují vážná narušení řádného provozu přijímačů a energetických sítí.