Veľa sa hovorí o napätí v elektrických obvodoch, ale čo je vlastne napätie elektrického prúdu? Aké sú jeho typy a zdroje?
Skontrolujte elektrické zariadenia vo veľkoobchode Onninen
Čo je napätie ako veličina v elektrine?
Napätie je jeden z pojmov používaných vo fyzike, presnejšie v elektrine, označovaný symbolom U. Vo fyzike je definovaný ako hodnota práce, ktorá je potrebná na prenos jednotkového náboja medzi dvoma poľami v elektrickom poli.
V elektrine sa tento výraz prekladá ako rozdiel v elektrickom potenciáli medzi dvoma bodmi v elektrickom obvode.
Jednotkou používanou na určenie hodnoty napätia sú volty, označené symbolom V. Napätie môže mať rôzne zdroje. Najčastejšie ho generujú batérie, akumulátory a špeciálne generátory. Tieto prvky sú zodpovedné za generovanie energie potrebnej na pohyb nábojov v obvode.
Pojem prúd sa často objavuje spolu s napätím. Obe spolu úzko súvisia, obe súvisia s meraním nábojov. Rozdiel je v tom, že napätie meria silu, ktorá poháňa elektróny prúdiť obvodom, zatiaľ čo prúd meria rýchlosť, ktorou prúdia náboje v obvode. Zatiaľ čo napätie je zodpovedné za dodávku energie do obvodu, prúd určuje množstvo prúdu pretekajúceho cez káble a drôty .
Na meranie pretekajúceho napätia a prúdu sa používa špeciálne elektrické zariadenie , ktoré umožňuje bezpečné posúdenie prvkov obvodu. Pri elektroinštaláciách a sieťach je zachovanie bezpečnosti kľúčové, preto do kategórie elektrotechniky patria nielen meracie prístroje, ale aj montážne prvky.
Základné druhy napätí: Jednosmerné, striedavé a striedavé napätie
V praxi existuje niekoľko variantov elektrických napätí. Ide o jednosmerné, striedavé a striedavé napätie. Líšia sa svojimi vlastnosťami, hlavne spôsobom zmeny hodnoty napätia v čase, ako aj aplikáciou.
Jednosmerný prúd, označený ako DC, sa vyznačuje tým, že si v priebehu času udržuje konštantnú úroveň napätia. Elektrický prúd tečie vždy rovnakým smerom a nemení svoju polarizáciu. Zdroje napätia v tomto prípade zahŕňajú okrem iného: batérie či akumulátory, ale aj solárne panely či DC zdroje. Pretože poskytuje konštantnú úroveň napätia, je široko používaný v elektronických zariadeniach, automobilovom priemysle a LED osvetľovacích systémoch.
Druhým typom je striedavé napätie. V nomenklatúre označené ako AC. Od predchádzajúceho variantu sa líši tým, že jeho hodnota sa v čase mení. Nič to však nemení na tom, že prúd neustále tečie jedným smerom. V praxi sa jednosmerné napätie používa pomerne zriedka, hlavne v špecializovaných systémoch. Používa sa napríklad v invertoroch a rektifikačných systémoch.
Ďalším variantom je striedavé napätie. Podobne ako premenné sa označuje symbolom AC. Od predchádzajúcich sa líši tým, že sa v čase mení nielen jeho hodnota, ale aj smer prúdenia. Zmeny smeru sa vyskytujú rytmicky vo vzťahu k zmenám napätia. Tento typ napätia vytvárajú napríklad generátory striedavého prúdu, elektrické siete alebo elektrárne. Striedavé napätie je široko používané. Umožňuje prenos energie aj na veľké vzdialenosti. Používa sa v elektrických sieťach dodávajúcich elektrickú energiu do domov a iných zariadení prostredníctvom inštalačných káblov .
Iné typy elektrických napätí v obvodoch
Aj keď sa najčastejšie hovorí o jednosmernom, striedavom a striedavom napätí, v praxi existujú aj iné typy. Príkladom je pulzujúce napätie. Jeho charakteristickým znakom je, že sa periodicky mení, no jeho polarizácia zostáva konštantná. Pulzujúce napätie je jedným z variantov striedavého napätia. Hodnota sa môže pohybovať od 0 do maximálnej hodnoty systému. Zdrojom tohto typu napätia sú prúdové meniče alebo usmerňovacie systémy.
Ďalším príkladom je trojfázové napätie. Je to jeden z variantov striedavého napätia, vyznačujúci sa tým, že existujú tri sínusové napätia, z ktorých každé má rovnakú frekvenciu a každé z nich je voči sebe posunuté o 120°. Tento konkrétny typ sa používa, keď zdroj energie musí napájať veľké stroje alebo priemyselné zariadenia, ako aj energetické siete, v ktorých jednotlivé prvky obvodu sú zodpovedné za prepravu vysokovýkonných záťaží.
Analýzou aktuálnych hodnôt napätia je možné indikovať iný typ - harmonické napätie. Ide o poruchu striedavého napätia s frekvenciou, ktorá je násobkom základnej frekvencie siete. Zdrojmi sú elektronické zariadenia a elektromotory. Harmonické napätia nepriaznivo ovplyvňujú efektívnosť sietí a zariadení v nich pracujúcich a spôsobujú vážne poruchy správnej činnosti prijímačov a energetických sietí.