Mnogo se priča o naponu u električnim kolima, ali šta je zapravo taj električni napon? Koje su njegove vrste i izvori?
Pogledajte električnu opremu kod veletrgovaca Onninen
Šta je napon kao veličina u elektricitetu?
Napon je jedan od pojmova koji se koriste u fizici, a preciznije u elektricitetu, označen simbolom U. U fizici se definiše kao vrednost rada koji je neophodan za prenos jediničnog naelektrisanja između dva polja u električnom polju.
U elektrotehnici, ovaj termin se prevodi kao razlika električnog potencijala između dve tačke u električnom kolu.
Jedinica koja se koristi za definisanje vrednosti napona je volt, označen simbolom V. Napon može imati različite izvore. Najčešce ga generišu baterije, akumulatori i specijalni generatori. Ovi elementi su odgovorni za generisanje energije, koja je neophodna za kretanje naelektrisanja u kolu.
Termin struja se često koristi sa naponom. Oba su usko povezana, oba se odnose na merenje naelektrisanja. Razlika je u tome što napon meri silu koja pokrece elektrone da teku kroz kolo, dok struja meri brzinu protoka naelektrisanja unutar kola. Dok je napon odgovoran za obezbeđivanje energije kolu, struja meri količinu struje koja teče kroz kablove i žice .
Specijalna električna oprema se koristi za merenje napona i struje koja teče, omogucavajuci bezbednu procenu elemenata kola. U električnim instalacijama i mrežama, održavanje bezbednosti je ključno, zbog čega kategorija elektrotehnike nudi ne samo merne uređaje, vec i montažne elemente.
Osnovne vrste napona: jednosmerni, naizmenični i izmenični napon
U praksi postoji nekoliko varijanti električnih napona. To su jednosmerni, naizmenični i promenljivi napon. Razlikuju se po svojim svojstvima, uglavnom po načinu na koji se vrednost napona menja tokom vremena, kao i po primeni.
Jednosmerna struja, označena kao DC, karakteriše se time što održava konstantan nivo napona tokom vremena. Električna struja uvek teče u istom smeru i ne menja svoj polaritet. Izvor napona u ovom slučaju su, između ostalog, baterije ili akumulatori, ali i solarni paneli ili DC izvori napajanja. Pošto obezbeđuje konstantan nivo napona, široko se koristi u elektronskim uređajima, automobilima ili LED sistemima osvetljenja.
Drugi tip je naizmenični napon. U nomenklaturi je označen kao AC. Razlikuje se od prethodne varijante po tome što se njegova vrednost menja tokom vremena. Međutim, činjenica da struja stalno teče u jednom smeru se ne menja. U praksi se jednosmerni napon koristi prilično retko, uglavnom u specijalizovanim sistemima. Koristi se, na primer, u invertorskim i ispravljačkim sistemima.
Druga varijanta je naizmenični napon. Kao i naizmenični napon, obeležava se simbolom AC. Razlikuje se od prethodnih po tome što se ne menja samo njegova vrednost tokom vremena, vec i smer protoka. Promene smera se dešavaju ritmički u odnosu na promene napona. Ova vrsta napona se generiše, na primer, generatorima naizmenične struje, elektroenergetskim mrežama ili elektranama. Naizmenični električni napon se široko koristi. Omogucava transport energije čak i na velike udaljenosti. Koristi se u električnim mrežama koje snabdevaju električnom energijom kuce i druge objekte putem instalacionih kablova .
Druge vrste električnih napona u kolima
Iako se najčešce govori o jednosmernom, naizmeničnom i decentralnom naponu, u praksi se mogu razlikovati i druge vrste. Primer ovde je pulsirajuci napon. Njegova karakteristična osobina je da se periodično menja, ali njegov polaritet ostaje konstantan. Pulsirajuci napon je jedna od varijanti naizmeničnog napona. Vrednost može da se krece od 0 do maksimalne vrednosti sistema. Izvor ove vrste napona su strujni konvertori ili ispravljački sistemi.
Još jedan primer je trofazni napon. To je jedna od varijanti naizmeničnog napona, karakteristična po tome što postoje tri sinusoidna napona, i svaki od njih ima istu frekvenciju, i svaki od njih je pomeren u odnosu jedan na drugi za 120°. Ovaj poseban tip se koristi kada izvor struje mora da napaja velike mašine ili industrijsku opremu, kao i elektroenergetske mreže, u kojima su pojedinačni elementi kola odgovorni za prenos velikih opterecenja.
Analizirajuci vrednosti strujnog napona, možemo ukazati na drugu vrstu - harmonijski napon. To je poremecaj naizmeničnog napona, sa frekvencijom koja je višekratnik osnovne frekvencije mreže. Izvor su elektronski uređaji i elektromotori. Harmonijski napon negativno utiče na efikasnost mreže, kao i na uređaje koji u njima rade, uzrokujuci ozbiljne poremecaje u ispravnom radu prijemnika i elektroenergetskih mreža.