Veľa sa hovorí o napätí v elektrických obvodoch, ale čo je toto elektrické napätie v skutočnosti? Aké sú jeho typy a zdroje?
Pozrite si elektrické zariadenia u veľkoobchodníka Onninen
Čo je napätie ako veličina v elektrine?
Napätie je jeden z pojmov používaných vo fyzike, konkrétnejšie v elektrine, označený symbolom U. Vo fyzike je definované ako hodnota práce, ktorá je potrebná na prenos jednotkového náboja medzi dvoma poľami v elektrickom poli.
V elektrotechnike sa tento termín prekladá ako rozdiel elektrického potenciálu medzi dvoma bodmi v elektrickom obvode.
Jednotkou používanou na definovanie hodnoty napätia je volt, označený symbolom V. Napätie môže mať rôzne zdroje. Najčastejšie ho generujú batérie, akumulátory a špeciálne generátory. Tieto prvky sú zodpovedné za generovanie energie, ktorá je potrebná na pohyb nábojov v obvode.
Termín prúd sa často používa s napätím. Oba pojmy spolu úzko súvisia a oba sa vzťahujú na meranie nábojov. Rozdiel je v tom, že napätie meria silu, ktorá poháňa elektróny prúdiť obvodom, zatiaľ čo prúd meria rýchlosť toku nábojov v obvode. Zatiaľ čo napätie je zodpovedné za dodávanie energie obvodu, prúd meria množstvo prúdu pretekajúceho káblami a vodičmi .
Na meranie napätia a prúdu sa používajú špeciálne elektrické zariadenia , ktoré umožňujú bezpečné vyhodnocovanie prvkov obvodu. V elektrických inštaláciách a sieťach je bezpečnosť kľúčová, a preto kategória elektrotechniky ponúka nielen meracie prístroje, ale aj montážne prvky.
Základné typy napätia: jednosmerné, striedavé a striedavé napätie
V praxi existuje niekoľko variantov elektrických napätí. Sú to jednosmerné, striedavé a striedavé napätie. Líšia sa svojimi vlastnosťami, najmä spôsobom, akým sa hodnota napätia mení v čase, ako aj použitím.
Jednosmerný prúd, označovaný ako DC, sa vyznačuje tým, že si v priebehu času udržiava konštantnú úroveň napätia. Elektrický prúd prúdi vždy rovnakým smerom a nemení svoju polaritu. Zdrojom napätia sú v tomto prípade okrem iného batérie alebo akumulátory, ale aj solárne panely alebo zdroje jednosmerného prúdu. Pretože poskytuje konštantnú úroveň napätia, je široko používaný v elektronických zariadeniach, automobiloch alebo LED osvetľovacích systémoch.
Druhým typom je striedavé napätie. V nomenklatúre sa označuje ako AC. Od predchádzajúceho variantu sa líši tým, že jeho hodnota sa v priebehu času mení. Skutočnosť, že prúd neustále tečie jedným smerom, sa však nemení. V praxi sa jednosmerné napätie používa pomerne zriedkavo, najmä v špecializovaných systémoch. Používa sa napríklad v meničoch a usmerňovacích systémoch.
Ďalším variantom je striedavé napätie. Rovnako ako striedavé napätie sa označuje symbolom AC. Od predchádzajúcich sa líši tým, že sa v priebehu času nemení len jeho hodnota, ale aj smer toku. Zmeny smeru prebiehajú rytmicky v súvislosti so zmenami napätia. Tento typ napätia generujú napríklad generátory striedavého prúdu, elektrické siete alebo elektrárne. Striedavé elektrické napätie sa široko používa. Umožňuje prenos energie aj na veľké vzdialenosti. Používa sa v elektrických sieťach, ktoré dodávajú elektrinu do domov a iných zariadení prostredníctvom inštalačných káblov .
Iné typy elektrických napätí v obvodoch
Hoci sa najčastejšie diskutuje o jednosmernom, striedavom a striedavom napätí, v praxi možno rozlišovať aj iné typy. Príkladom je pulzujúce napätie. Jeho charakteristickým znakom je, že sa periodicky mení, ale jeho polarita zostáva konštantná. Pulzujúce napätie je jednou z variantov striedavého napätia. Hodnota sa môže pohybovať od 0 do maximálnej hodnoty systému. Zdrojom tohto typu napätia sú meniče prúdu alebo usmerňovacie systémy.
Ďalším príkladom je trojfázové napätie. Je to jeden z variantov striedavého napätia, ktorý sa vyznačuje tým, že existujú tri sínusové napätia, pričom každé z nich má rovnakú frekvenciu a každé z nich je voči sebe posunuté o 120°. Tento konkrétny typ sa používa, keď zdroj prúdu musí napájať veľké stroje alebo priemyselné zariadenia, ako aj energetické siete, v ktorých sú jednotlivé prvky obvodu zodpovedné za prenos vysokovýkonných záťaží.
Analýzou hodnôt prúdového napätia môžeme určiť ďalší typ - harmonické napätie. Ide o rušenie striedavého napätia s frekvenciou, ktorá je násobkom základnej frekvencie siete. Zdrojom sú elektronické zariadenia a elektromotory. Harmonické napätie nepriaznivo ovplyvňuje účinnosť siete, ako aj zariadení v nej pracujúcich, čo spôsobuje vážne narušenie správnej prevádzky prijímačov a energetických sietí.