Електрическиволтаж
Този термин има и други значения, вижте Напрежение. Шаблон: Физическо количество
Определението за електрическо напрежение може да бъде написано в друга форма. За да направите това, трябва да представите работата A^_ като интеграл по траекторията Template:Math, положена от точката Template:Math до точката Template:Math.
U_=\int\limits_L \vec E_ d\vec l е интегралът от проекцията на ефективната напрегнатост на полето \vec E_ (включително външните полета) върху допирателната към траекторията Template:Math, чиято посока във всяка точка от траекторията съвпада с посоката на вектора d \vec l в дадената точка. В електростатично поле, когато няма външни сили, стойността на този интеграл не зависи от пътя на интегриране и съвпада с потенциалната разлика.
Размерността на електрическото напрежение в Международната система от величини (на английскиInternational System of Quantities, ISQ), на която се основава Международната система от единици (SI), еL 2 MT -3 I -1. Единицата SI за напрежение е волт (български:V; международен:V).
Концепцията занапрежениее въведена от Георг Ом в неговата работа през 1827 г., в която е предложен хидродинамичен модел на електрически ток, за да обясни емпиричния закон на Ом, открит от него през 1826 г.: U\! =IR.
Съдържание
Напрежение в постоянни вериги
Напрежението в DC верига се определя по същия начин, както в електростатиката.
AC напрежение
Следните напрежения се използват за описание на AC вериги:
- мигновено напрежение;
- амплитудна стойност на напрежението;
- средна стойност на напрежението;
- средноквадратична стойностволтаж;
- средна стойност на изправено напрежение.
Моментното напрежениее потенциалната разлика между две точки, измерена в даден момент. Зависи от времето (е функция на времето):
Амплитудната стойност на напрежениетое максималната модулна стойност на моментното напрежение за целия период на трептене:
За хармонични (синусоидални) колебания на напрежението, моментната стойност на напрежението се изразява като:
u(t) = U_M \sin( \omega t + \phi).
За 220 V rms AC синусоидално напрежение пиковото напрежение е приблизително 311,127 V.
Амплитудното напрежение може да се измери с помощта на осцилоскоп.
Средна стойност на напрежението(DC компонент на напрежението) е напрежението, определено за целия период на трептене като:
U_m = \frac \int_0^T u(t) dt.
За синусоида средната стойност на напрежението е нула.
RMS напрежение(остарели имена:действащо,ефективно) е напрежението, дефинирано за целия период на трептене като:
U_q = \sqrt< \frac\int\limits_0^T u^2(t) dt >.
Средноквадратичната стойност на напрежението е най-удобна за практически изчисления, тъй като извършва същата работа върху линеен резистивен товар (например лампа с нажежаема жичка има същата яркост на светене, нагревателен елемент излъчва същото количество топлина) като постоянно напрежение, равно на него.
За синусоидално напрежение е вярно равенството:
U_q = < 1 \над\sqrt> U_M \приблизително 0,707 U_M; \qquad U_M = \sqrt U_q \приблизително 1,414 U_q .
В техниката и ежедневието, когато се използва променлив ток, под термина "напрежение" имаозначава точно средното квадратично напрежение и всички волтметри се калибрират въз основа на неговата дефиниция. Въпреки това, конструктивно повечето устройства всъщност измерват не средната квадратична стойност, а средната коригирана (виж по-долу) стойност на напрежението, следователно за несинусоидален сигнал техните показания могат да се различават от истинската стойност.
Средно коригираната стойност на напрежениетое средната стойност на модула на напрежението:
U_m = \frac \int \limits_0^T u(t) dt.
За синусоидално напрежение е вярно равенството:
U_m = < 2 \над \pi >U_M ( \приблизително 0,637 U_M ) = < 2 \sqrt\over \pi > U_q (\приблизително 0,9 U_q).
Рядко се използва в практиката, но повечето AC волтметри (тези, в които токът се изправя преди измерване) всъщност измерват тази стойност, въпреки че тяхната скала е калибрирана към RMS стойности.
Напрежение в трифазни токови вериги
В трифазните токови вериги се разграничават фазови и линейни напрежения. Фазовото напрежение се разбира като средноквадратична стойност на напрежението на всяка от фазите на товара спрямо неутралата, а линейното напрежение е напрежението между проводниците на захранващата фаза. Когато товарът е свързан в триъгълник, фазовото напрежение е равно на линейното напрежение, а когато е свързано към звезда (със симетричен товар или със здраво заземена неутрала), линейното напрежение е \sqrt пъти по-голямо от фазовото напрежение.
На практика напрежението на трифазна мрежа се обозначава с дроб, в числителя на която е фазата при свързване към звезда (или, което е същото, потенциалът на всяка от линиите спрямо земята), а в знаменателя - линейното напрежение. И така, в България най-често срещаните мрежи с напрежение 220/380 V; Понякога се използват и мрежи 127/220 V и 380/660 V.