Spannungsmessung. Elektrische Spannung. So überprüfen Sie die Spannung in einer Steckdose mit einem Multimeter

Sicherlich hat jeder von uns mindestens einmal in seinem Leben Fragen dazu gehabt, was Strom ist, Stromspannung, Ladung usw. All dies sind Bestandteile eines großen physikalischen Konzepts – Elektrizität. Versuchen wir, die Grundmuster elektrischer Phänomene anhand einfacher Beispiele zu untersuchen.

Was ist Elektrizität?

Elektrizität ist eine Reihe physikalischer Phänomene, die mit der Entstehung, Akkumulation, Wechselwirkung und Übertragung elektrischer Ladung verbunden sind. Den meisten Wissenschaftshistorikern zufolge wurden die ersten elektrischen Phänomene im siebten Jahrhundert v. Chr. vom antiken griechischen Philosophen Thales entdeckt. Thales beobachtete die Wirkung statischer Elektrizität: die Anziehungskraft leichter Gegenstände und Partikel auf mit Wolle geriebenen Bernstein. Um dieses Experiment selbst zu wiederholen, müssen Sie einen beliebigen Kunststoffgegenstand (z. B. einen Stift oder ein Lineal) an einem Woll- oder Baumwollstoff reiben und ihn zu fein geschnittenen Papierstücken bringen.

Die erste ernsthafte wissenschaftliche Arbeit, die das Studium elektrischer Phänomene beschrieb, war die 1600 veröffentlichte Abhandlung des englischen Wissenschaftlers William Gilbert „Über den Magneten, die magnetischen Körper und den großen Magneten – die Erde“. In dieser Arbeit beschrieb der Autor die Ergebnisse seiner Experimente mit Magneten und elektrifizierten Körpern. Auch der Begriff Elektrizität wird hier erstmals erwähnt.

Die Forschungen von W. Gilbert gaben der Entwicklung der Wissenschaft von Elektrizität und Magnetismus einen ernsthaften Impuls: In der Zeit vom Anfang des 17. bis zum Ende des 19. Jahrhunderts wurden zahlreiche Experimente durchgeführt und die Grundgesetze zur Beschreibung der Elektromagnetik ermittelt Phänomene wurden formuliert. Und 1897 entdeckte der englische Physiker Joseph Thomson das Elektron, ein geladenes Elementarteilchen, das die elektrischen und magnetischen Eigenschaften der Materie bestimmt. Ein Elektron (im Altgriechischen bedeutet Elektron Bernstein) hat eine negative Ladung von etwa 1,602 * 10-19 C (Coulomb) und eine Masse von 9,109 * 10-31 kg. Dank Elektronen und anderen geladenen Teilchen laufen in Stoffen elektrische und magnetische Prozesse ab.

Was ist Spannung?

Es gibt Gleich- und Wechselströme. Bewegen sich geladene Teilchen ständig in eine Richtung, dann herrscht im Stromkreis Gleichstrom und dementsprechend konstante Spannung. Wenn sich die Bewegungsrichtung von Teilchen periodisch ändert (sie bewegen sich in die eine oder andere Richtung), handelt es sich um einen Wechselstrom und er entsteht dementsprechend bei Vorhandensein einer Wechselspannung (d. h. wenn die Potentialdifferenz ihre Polarität ändert). Wechselstrom zeichnet sich durch eine periodische Änderung der Stromstärke aus: Er nimmt einen Maximal- und dann einen Minimalwert an. Diese Stromwerte sind Amplitude oder Spitze. Die Häufigkeit der Spannungspolaritätsänderungen kann variieren. In unserem Land beträgt diese Frequenz beispielsweise 50 Hertz (d. h. die Spannung ändert ihre Polarität 50 Mal pro Sekunde), und in den USA beträgt die Frequenz von Wechselstrom 60 Hz (Hertz).

Die Spannungseinheit wird Volt (V) genannt, zu Ehren des italienischen Wissenschaftlers Alessandro Volta, der die erste galvanische Zelle geschaffen hat.

Als Spannungseinheit wird die elektrische Spannung an den Enden eines Leiters angenommen, bei der die Arbeit, die zum Bewegen einer elektrischen Ladung von 1 C entlang dieses Leiters verrichtet wird, 1 J entspricht.

1 V = 1 J/C

Zusätzlich zum Volt werden auch Teiler und Vielfache davon verwendet: Millivolt (mV) und Kilovolt (kV).

1 mV = 0,001 V;
1 kV = 1000 V.

Hochspannung ist lebensgefährlich. Nehmen wir an, dass die Spannung zwischen einem Draht einer Hochspannungsübertragungsleitung und der Erde 100.000 V beträgt. Wenn dieser Draht über einen Leiter mit der Erde verbunden ist, wird Arbeit geleistet, wenn eine elektrische Ladung von 1 C durch ihn fließt Dies entspricht 100.000 J. Ungefähr die gleiche Arbeit trägt eine Last mit einem Gewicht von 1000 kg, wenn sie aus einer Höhe von 10 m fällt. Dies kann zu großer Zerstörung führen. Dieses Beispiel zeigt, warum Hochspannungsstrom so gefährlich ist.

Volta Alessandro (1745-1827)
Der italienische Physiker, einer der Begründer der Lehre vom elektrischen Strom, schuf die erste galvanische Zelle.

Aber auch beim Arbeiten mit niedrigeren Spannungen ist Vorsicht geboten. Abhängig von den Bedingungen können Spannungen von einigen zehn Volt gefährlich sein. Bei Arbeiten im Innenbereich gilt eine Spannung von maximal 42 V als sicher.

Galvanische Zellen erzeugen Niederspannung. Daher nutzt das Beleuchtungsnetz elektrischen Strom von Generatoren, die Spannungen von 127 und 220 V erzeugen, also deutlich mehr Energie erzeugen.

Fragen

1. Was ist die Einheit der Spannung?
2. Welche Spannung wird im Beleuchtungsnetz verwendet?
3. Wie hoch ist die Spannung an den Polen einer Trockenzelle und einer Säurebatterie?
4. Welche Spannungseinheiten außer Volt werden in der Praxis verwendet?

Strom und Spannung sind quantitative Parameter, die in verwendet werden elektrische Diagramme. Meistens ändern sich diese Größen im Laufe der Zeit, sonst hätte der Betrieb des Stromkreises keinen Sinn.

Stromspannung

Herkömmlicherweise wird die Spannung durch den Buchstaben angegeben „U“. Die Arbeit, die aufgewendet wird, um eine Ladungseinheit von einem Punkt mit niedrigem Potential zu einem Punkt mit hohem Potential zu bewegen, ist die Spannung zwischen diesen beiden Punkten. Mit anderen Worten handelt es sich um die Energie, die freigesetzt wird, nachdem eine Ladungseinheit von einem hohen auf ein niedriges Potenzial übergegangen ist.

Spannung kann auch als Potentialdifferenz und elektromotorische Kraft bezeichnet werden. Dieser Parameter wird in Volt gemessen. Um 1 Coulomb Ladung zwischen zwei Punkten mit einer Spannung von 1 Volt zu bewegen, muss 1 Joule Arbeit verrichtet werden. Coulombs messen elektrische Ladungen. 1 Coulomb entspricht der Ladung von 6x10 18 Elektronen.

Die Spannung wird je nach Stromart in verschiedene Typen unterteilt.

• Konstanter Druck . Es kommt in elektrostatischen und Gleichstromkreisen vor.
• Wechselstrom Spannung . Diese Art von Spannung kommt in Stromkreisen mit Sinus- und Wechselströmen vor. Bei sinusförmigem Strom werden folgende Spannungsverläufe berücksichtigt:
  - Amplitude der Spannungsschwankungen– dies ist seine maximale Abweichung von der x-Achse;
  - sofortige Spannung, die zu einem bestimmten Zeitpunkt ausgedrückt wird;
  - effektive Spannung, wird durch die im 1. Halbzyklus geleistete aktive Arbeit bestimmt;
  - durchschnittliche gleichgerichtete Spannung, bestimmt durch die Größe der gleichgerichteten Spannung über eine harmonische Periode.

Bei der Stromübertragung über Freileitungen hängen die Gestaltung der Stützen und ihre Abmessungen von der Höhe der angelegten Spannung ab. Die Spannung zwischen den Phasen wird aufgerufen Leitungsspannung und die Spannung zwischen Erde und jeder Phase beträgt Phasenspannung . Diese Regel gilt für alle Arten von Freileitungen. In Russland in Elektro Haushaltsnetzwerke Der Standard ist eine Drehstromspannung mit einer Netzspannung von 380 Volt und einer Phasenspannung von 220 Volt.

Elektrischer Strom

Strom in einem Stromkreis ist die Bewegungsgeschwindigkeit von Elektronen an einem bestimmten Punkt, gemessen in Ampere und in Diagrammen mit dem Buchstaben „ ICH" Es werden auch abgeleitete Einheiten von Ampere mit den entsprechenden Präfixen Milli-, Mikro-, Nano usw. verwendet. Ein Strom von 1 Ampere wird erzeugt, indem eine Ladungseinheit von 1 Coulomb in 1 Sekunde bewegt wird.

Herkömmlicherweise wird davon ausgegangen, dass der Strom in Richtung vom positiven zum negativen Potenzial fließt. Aus dem Physikkurs wissen wir jedoch, dass sich das Elektron in die entgegengesetzte Richtung bewegt.

Sie müssen wissen, dass die Spannung zwischen zwei Punkten im Stromkreis gemessen wird und der Strom durch einen bestimmten Punkt im Stromkreis oder durch sein Element fließt. Wenn also jemand den Ausdruck „Spannung im Widerstand“ verwendet, dann ist dies falsch und Analphabet. Aber oft sprechen wir von Spannung an einem bestimmten Punkt im Stromkreis. Damit ist die Spannung zwischen der Erde und diesem Punkt gemeint.

Spannung entsteht durch die Einwirkung elektrischer Ladungen in Generatoren und anderen Geräten. Strom entsteht durch Anlegen einer Spannung an zwei Punkte eines Stromkreises.

Um zu verstehen, was Strom und Spannung sind, wäre es richtiger, sie zu verwenden. Darauf sind Strom und Spannung zu sehen, die im Laufe der Zeit ihre Werte ändern. In der Praxis werden die Elemente eines Stromkreises durch Leiter verbunden. An bestimmten Punkten haben die Elemente des Stromkreises einen eigenen Spannungswert.

Strom und Spannung gehorchen den Regeln:

• Die Summe der in einen Punkt eintretenden Ströme ist gleich der Summe der aus dem Punkt austretenden Ströme (Ladungserhaltungssatz). Diese Regel ist Kirchhoffs Stromgesetz. Der Ein- und Austrittspunkt des Stroms wird in diesem Fall als Knoten bezeichnet. Eine Folge dieses Gesetzes ist die folgende Aussage: In einem Reihenstromkreis aus einer Gruppe von Elementen ist der Stromwert für alle Punkte gleich.
• In einer Parallelschaltung von Elementen ist die Spannung an allen Elementen gleich. Mit anderen Worten: Die Summe der Spannungsabfälle in einem geschlossenen Stromkreis ist Null. Dieses Kirchhoffsche Gesetz gilt für Spannungen.
• Die pro Zeiteinheit von einem Stromkreis geleistete Arbeit (Leistung) wird wie folgt ausgedrückt: P = U*I. Die Leistung wird in Watt gemessen. 1 Joule Arbeit in 1 Sekunde entspricht 1 Watt. Energie wird in Form von Wärme verteilt, zur Verrichtung mechanischer Arbeit (in Elektromotoren) verbraucht und in Strahlung umgewandelt verschiedene Arten, sammelt sich in Behältern oder Batterien. Eine der Herausforderungen bei der Auslegung komplexer elektrischer Systeme ist die thermische Belastung des Systems.

Eigenschaften des elektrischen Stroms

Voraussetzung für die Existenz von Strom in einem Stromkreis ist ein geschlossener Stromkreis. Wenn der Stromkreis unterbrochen ist, stoppt der Strom.

Nach diesem Prinzip arbeiten alle in der Elektrotechnik. Sie unterbrechen den Stromkreis mit beweglichen mechanischen Kontakten und unterbrechen dadurch den Stromfluss und schalten das Gerät aus.

In der Energiewirtschaft entsteht elektrischer Strom in Stromleitern, die in Form von Stromschienen und anderen stromführenden Teilen ausgeführt sind.

Es gibt auch andere Möglichkeiten, internen Strom zu erzeugen in:

• Flüssigkeiten und Gase aufgrund der Bewegung geladener Ionen.
• Vakuum, Gas und Luft mittels thermionischer Emission.
• , aufgrund der Bewegung von Ladungsträgern.

Bedingungen für das Auftreten von elektrischem Strom:

• Erwärmung von Leitern (keine Supraleiter).
• Anwendung von Potentialdifferenzen auf Ladungsträger.
• Eine chemische Reaktion, die neue Stoffe freisetzt.
• Auswirkungen Magnetfeld zum Dirigenten.

Aktuelle Wellenformen

• Gerade Linie.
• Variable harmonische Sinuswelle.
• Ein Mäander, ähnlich einer Sinuswelle, jedoch mit scharfen Ecken (manchmal können die Ecken geglättet werden).
• Eine pulsierende Form in einer Richtung, deren Amplitude nach einem bestimmten Gesetz von Null bis zum größten Wert variiert.

Arten der Arbeit mit elektrischem Strom

• Lichtstrahlung, die von Beleuchtungsgeräten erzeugt wird.
• Wärmeerzeugung mittels Heizelementen.
• Mechanische Arbeit (Rotation von Elektromotoren, Betrieb anderer elektrischer Geräte).
• Entstehung elektromagnetischer Strahlung.

Negative Phänomene, die durch elektrischen Strom verursacht werden

• Überhitzung von Kontakten und spannungsführenden Teilen.
• Das Auftreten von Wirbelströmen in den Kernen elektrischer Geräte.
• Elektromagnetische Strahlung in die äußere Umgebung.

Beim Entwurf müssen Entwickler elektrischer Geräte und verschiedener Schaltkreise die oben genannten Eigenschaften des elektrischen Stroms berücksichtigen. Beispielsweise werden die schädlichen Auswirkungen von Wirbelströmen in Elektromotoren, Transformatoren und Generatoren durch die Verschmelzung der Kerne verringert, die zur Weiterleitung magnetischer Flüsse dienen. Bei der Laminierung des Kerns handelt es sich nicht um die Herstellung aus einem einzigen Stück Metall, sondern aus einer Reihe einzelner dünner Platten aus speziellem Elektrostahl.

Andererseits werden Wirbelströme aber auch für die Arbeit genutzt Mikrowellen, Öfen, die nach dem Prinzip der magnetischen Induktion arbeiten. Daher können wir sagen, dass Wirbelströme nicht nur schädlich, sondern auch nützlich sind.

Wechselstrom mit einem Signal in Form einer Sinuskurve kann sich in der Schwingungsfrequenz pro Zeiteinheit unterscheiden. In unserem Land ist die industrielle Frequenz des elektrischen Stroms Standard und beträgt 50 Hertz. In einigen Ländern wird derzeit eine Frequenz von 60 Hertz verwendet.

Für verschiedene Zwecke in der Elektrotechnik und Funktechnik werden andere Frequenzwerte verwendet:

• Niederfrequenzsignale mit niedrigerer Stromfrequenz.
• Hochfrequenzsignale, die viel höher sind als die Frequenz des Industriestroms.

Es wird angenommen, dass elektrischer Strom durch die Bewegung von Elektronen innerhalb eines Leiters entsteht, weshalb er als Leitungsstrom bezeichnet wird. Es gibt aber noch eine andere Art von elektrischem Strom, die Konvektion genannt wird. Es entsteht, wenn geladene Makrokörper sich bewegen, beispielsweise Regentropfen.

Elektrischer Strom in Metallen

Die Bewegung von Elektronen unter Einwirkung einer konstanten Kraft wird mit dem Abstieg eines Fallschirmspringers zum Boden verglichen. In diesen beiden Fällen kommt es zu einer gleichförmigen Bewegung. Auf den Fallschirmspringer wirkt die Schwerkraft und der Luftwiderstand wirkt ihr entgegen. Die Bewegung der Elektronen wird durch die Kraft des elektrischen Feldes beeinflusst und die Ionen der Kristallgitter widerstehen dieser Bewegung. Die Durchschnittsgeschwindigkeit der Elektronen erreicht einen konstanten Wert, genau wie die Geschwindigkeit eines Fallschirmspringers.

In einem Metallleiter beträgt die Bewegungsgeschwindigkeit eines Elektrons 0,1 mm pro Sekunde und die Geschwindigkeit des elektrischen Stroms beträgt etwa 300.000 km pro Sekunde. Denn elektrischer Strom fließt nur dort, wo Spannung an geladene Teilchen angelegt wird. Dadurch wird eine hohe Stromflussrate erreicht.

Wenn sich Elektronen in einem Kristallgitter bewegen, liegt das folgende Muster vor. Elektronen kollidieren nicht mit allen entgegenkommenden Ionen, sondern nur mit jedem Zehntel von ihnen. Dies wird durch die Gesetze der Quantenmechanik erklärt, die wie folgt vereinfacht werden können.

Die Bewegung von Elektronen wird durch große Ionen behindert, die Widerstand leisten. Dies macht sich besonders beim Erhitzen von Metallen bemerkbar, wenn schwere Ionen „schwanken“, an Größe zunehmen und die elektrische Leitfähigkeit der Leiterkristallgitter verringern. Wenn Metalle erhitzt werden, erhöht sich daher immer ihr Widerstand. Mit sinkender Temperatur steigt die elektrische Leitfähigkeit. Durch Absenken der Temperatur eines Metalls auf den absoluten Nullpunkt kann der Effekt der Supraleitung erzielt werden.

Auf dieser Seite werden die Grundgrößen des elektrischen Stroms kurz zusammengefasst. Bei Bedarf wird die Seite mit neuen Werten und Formeln aktualisiert.

Aktuelle Stärke– ein quantitatives Maß für den elektrischen Strom, der durch den Querschnitt eines Leiters fließt. Je dicker der Leiter, desto mehr Strom kann durch ihn fließen. Der Strom wird mit einem Gerät namens Amperemeter gemessen. Die Maßeinheit ist Ampere (A). Die aktuelle Stärke wird durch den Buchstaben angezeigt - ICH.

Hinzu kommt, dass Gleich- und Wechselstrom niedriger Frequenz durch den gesamten Leiterquerschnitt fließen. Hochfrequenter Wechselstrom fließt nur entlang der Oberfläche des Leiters – der Hautschicht. Je höher die Frequenz des Stroms, desto dünner Hautschicht Leiter, durch den hochfrequenter Strom fließt. Dies gilt für alle Hochfrequenzelemente – Leiter, Induktoren, Wellenleiter. Um den aktiven Widerstand des Leiters gegenüber hochfrequentem Strom zu verringern, wird daher ein Leiter mit großem Durchmesser gewählt, der zusätzlich versilbert ist (Silber hat bekanntlich einen sehr geringen spezifischen Widerstand).

Spannung (Spannungsabfall)– ein quantitatives Maß für die Potentialdifferenz (elektrische Energie) zwischen zwei Punkten in einem Stromkreis. Die Spannung der Stromquelle ist die Potentialdifferenz an den Anschlüssen der Stromquelle. Die Spannung wird mit einem Voltmeter gemessen. Die Maßeinheit ist Volt (V). Die Spannung wird durch den Buchstaben – angegeben. U, die Spannung der Stromquelle (synonym mit elektromotorischer Kraft) kann mit dem Buchstaben bezeichnet werden – E.

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– ein quantitatives Maß für den Strom, das seine Energieeigenschaften charakterisiert. Sie wird durch die Hauptparameter Strom und Spannung bestimmt. Die Leistung des elektrischen Stroms wird mit einem Gerät namens Wattmeter gemessen. Die Maßeinheit ist Watt (W). Die Stärke des elektrischen Stroms wird durch den Buchstaben angegeben - R. Die Leistung wird durch die Abhängigkeit bestimmt:

Ich werde anfassen praktische Anwendung Am Beispiel dieser Formel: Stellen Sie sich vor, Sie hätten ein elektrisches Heizgerät, dessen Leistung Sie nicht kennen. Um den Stromverbrauch des Geräts zu ermitteln, messen Sie den Strom und multiplizieren Sie seinen Wert mit der Spannung. Oder umgekehrt, es gibt ein Gerät mit einer Leistung von 2 kW (Kilowatt) und einer Netzspannung von 220 Volt. Wie kann ich die Stromstärke im Kabel ermitteln, das dieses Gerät versorgt? Teilen Sie die Leistung durch die Spannung, um den Strom zu erhalten: I=P/U= 2000 W/220 V = 9,1 A.

Stromverbrauch– der Gesamtwert des Stromverbrauchs aus der Stromnetzquelle pro Zeiteinheit. Der Stromverbrauch wird mit einem Zähler (normaler Wohnungszähler) gemessen. Die Maßeinheit ist Kilowattstunde (kWh).

Widerstand des Schaltungselements– ein quantitatives Maß, das die Fähigkeit eines elektrischen Schaltkreiselements charakterisiert, elektrischem Strom zu widerstehen. IN in einfacher Form, der Widerstand ist ein gewöhnlicher Widerstand. Der Widerstand kann verwendet werden: als Strombegrenzer – ein zusätzlicher Widerstand, als Stromverbraucher – ein Lastwiderstand. Die Stromquelle hat auch einen Innenwiderstand. Der Widerstand wird mit einem Gerät namens Ohmmeter gemessen. Die Maßeinheit ist Ohm (Ω). Widerstand wird durch den Buchstaben angezeigt - R. Es hängt mit Strom und Spannung nach dem Ohmschen Gesetz (Formel) zusammen:

Wo U– Spannungsabfall an einem Stromkreiselement, ICH– Strom, der durch ein Schaltungselement fließt.

Verlustleistung (absorbierte Leistung) eines elektrischen Schaltkreiselements– der Wert der Verlustleistung des Schaltungselements, die das Element aufnehmen (aushalten) kann, ohne seine Nennparameter zu ändern (Ausfall). Die Verlustleistung von Widerständen wird im Namen angegeben (zum Beispiel: ein Zwei-Watt-Widerstand – OMLT-2, ein Zehn-Watt-Drahtwiderstand – PEV-10). Beim Rechnen Schaltpläne, der Wert der erforderlichen Verlustleistung eines Schaltungselements wird anhand der Formeln berechnet:

Für einen zuverlässigen Betrieb wird der durch die Formeln ermittelte Wert der Verlustleistung des Elements mit dem Faktor 1,5 multipliziert, wobei zu berücksichtigen ist, dass eine Leistungsreserve gewährleistet sein muss.

Leitfähigkeit des Schaltungselements– die Fähigkeit eines Schaltungselements, elektrischen Strom zu leiten. Die Einheit der Leitfähigkeit ist Siemens (Cm). Die Leitfähigkeit wird durch den Buchstaben angegeben - σ . Die Leitfähigkeit ist der Kehrwert des Widerstands und hängt mit diesem durch die Formel zusammen:

Wenn der Leiterwiderstand 0,25 Ohm (oder 1/4 Ohm) beträgt, beträgt die Leitfähigkeit 4 Siemens.

Frequenz des elektrischen Stroms– ein quantitatives Maß, das die Änderungsrate der elektrischen Stromrichtung charakterisiert. Es gibt Konzepte - kreisförmige (oder zyklische) Frequenz - ω, die die Änderungsrate des Phasenvektors des elektrischen (magnetischen) Feldes bestimmt und Frequenz des elektrischen Stroms - f, charakterisiert die Änderungsrate der Richtung des elektrischen Stroms (Zeiten oder Schwingungen) pro Sekunde. Die Frequenz wird mit einem Gerät namens Frequenzmesser gemessen. Die Maßeinheit ist Hertz (Hz). Beide Frequenzen werden durch den Ausdruck miteinander in Beziehung gesetzt:

Zeitraum des elektrischen Stroms– ein Kehrwert der Frequenz, der angibt, wie lange der elektrische Strom eine zyklische Schwingung ausführt. Die Periodendauer wird üblicherweise mit einem Oszilloskop gemessen. Die Einheit der Periode ist Sekunde (s). Die Schwingungsdauer des elektrischen Stroms wird durch den Buchstaben angegeben - T. Die Periode hängt mit der Frequenz des elektrischen Stroms zusammen durch den Ausdruck:

Wellenlänge eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes– eine Dimensionsgröße, die eine Schwingungsperiode des elektromagnetischen Feldes im Raum charakterisiert. Die Wellenlänge wird in Metern (m) gemessen. Die Wellenlänge wird durch den Buchstaben angegeben – λ . Die Wellenlänge hängt von der Frequenz ab und wird durch die Lichtgeschwindigkeit bestimmt:

– ein quantitatives Maß, das die Fähigkeit charakterisiert, elektrische Stromenergie in Form einer elektrischen Ladung auf den Kondensatorplatten anzusammeln. Die elektrische Kapazität wird mit dem Buchstaben bezeichnet - MIT. Die Maßeinheit für die elektrische Kapazität ist Farad (F).

Magnetische Induktivität– ein quantitatives Maß, das die Fähigkeit charakterisiert, elektrische Stromenergie im Magnetfeld eines Induktors (Drossel) zu akkumulieren. Die magnetische Induktivität wird mit dem Buchstaben bezeichnet – L. Die Einheit der Induktivität ist Henry (H).

Reaktanz eines Kondensators (Kapazität)– der Wert des Innenwiderstands des Kondensators gegenüber harmonischem Wechselstrom bei einer bestimmten Frequenz. Die Reaktanz eines Kondensators wird mit − bezeichnet X C und wird durch die Formel bestimmt:

Reaktanz des Induktors (Drossel)– der Wert des Innenwiderstands der Induktivität gegenüber harmonischem Wechselstrom bei einer bestimmten Frequenz. Bezeichnet wird die Reaktanz einer Induktivität XL und wird durch die Formel bestimmt:

Resonanzfrequenz des Schwingkreises– Frequenz des harmonischen Wechselstroms, bei der der Schwingkreis einen ausgeprägten Amplituden-Frequenzgang (AFC) aufweist. Die Resonanzfrequenz des Schwingkreises wird durch die Formel bestimmt:

, oder

Gütefaktor des Schwingkreises- eine Kennlinie, die die Breite des Frequenzgangs der Resonanz bestimmt und angibt, wie oft die Energiereserven im Stromkreis größer sind als die Energieverluste während einer Schwingungsperiode. Der Gütefaktor berücksichtigt das Vorhandensein eines aktiven Lastwiderstands. Der Qualitätsfaktor wird mit dem Buchstaben bezeichnet - Q.

Für einen Serienschwingkreis in RLC-Schaltungen, bei dem alle drei Elemente in Reihe geschaltet sind, wird der Gütefaktor berechnet:

Wo R, L Und C- Widerstand, Induktivität bzw. Kapazität des Resonanzkreises.

Für einen Parallelschwingkreis, bei dem Induktivität, Kapazität und Widerstand parallel geschaltet sind, wird der Gütefaktor berechnet:

Puls-Tastverhältnis ist das Verhältnis der Pulswiederholungsperiode zu ihrer Dauer. Das Tastverhältnis der Impulse wird durch die Formel bestimmt.

Elektrischer Strom (I) ist die gerichtete Bewegung elektrischer Ladungen (Ionen in Elektrolyten, Leitungselektronen in Metallen).
Eine notwendige Voraussetzung für den Stromfluss ist der geschlossene Stromkreis.

Elektrischer Strom wird in Ampere (A) gemessen..

Die abgeleiteten Stromeinheiten sind:
1 Kiloampere (kA) = 1000 A;
1 Milliampere (mA) 0,001 A;
1 Mikroampere (µA) = 0,000001 A.

Ein Mensch spürt, wie ein Strom von 0,005 A durch seinen Körper fließt. Ein Strom von mehr als 0,05 A ist lebensgefährlich.

Elektrische Spannung (U) nennt man die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten im elektrischen Feld.

Einheit elektrische Potentialdifferenz ist Volt (V).
1 V = (1 W) : (1 A).

Die abgeleiteten Spannungseinheiten sind:

1 Kilovolt (kV) = 1000 V;
1 Millivolt (mV) = 0,001 V;
1 Mikrovolt (µV) = 0,00000 1 V.

Widerstand eines Abschnitts eines Stromkreises ist eine Größe, die vom Material des Leiters, seiner Länge und seinem Querschnitt abhängt.

Der elektrische Widerstand wird in Ohm (Ohm) gemessen.
1 Ohm = (1 V) : (1 A).

Die abgeleiteten Widerstandseinheiten sind:

1 KiloOhm (kOhm) = 1000 Ohm;
1 Megaohm (MΩ) = 1.000.000 Ohm;
1 MilliOhm (mOhm) = 0,001 Ohm;
1 MikroOhm (µOhm) = 0,00000 1 Ohm.

Der elektrische Widerstand des menschlichen Körpers liegt je nach Bedingungen zwischen 2.000 und 10.000 Ohm.

Elektrischer Widerstand (ρ) nennt man den Widerstand eines Drahtes mit einer Länge von 1 m und einem Querschnitt von 1 mm2 bei einer Temperatur von 20 °C.

Der Kehrwert des spezifischen Widerstands wird als elektrische Leitfähigkeit (γ) bezeichnet.

Leistung (P) ist eine Größe, die die Geschwindigkeit charakterisiert, mit der Energie umgewandelt wird, oder die Geschwindigkeit, mit der Arbeit verrichtet wird.
Die Generatorleistung ist eine Größe, die die Geschwindigkeit charakterisiert, mit der mechanische oder andere Energie im Generator in elektrische Energie umgewandelt wird.
Die Verbraucherleistung ist eine Größe, die die Geschwindigkeit charakterisiert, mit der elektrische Energie in einzelnen Abschnitten des Stromkreises in andere umgewandelt wird. nützliche Arten Energie.

Die SI-Systemeinheit der Leistung ist Watt (W). Sie entspricht der Leistung, mit der 1 Joule Arbeit in 1 Sekunde verrichtet wird:

1W = 1J/1Sek

Abgeleitete Maßeinheiten für die elektrische Leistung sind:

1 Kilowatt (kW) = 1000 W;
1 Megawatt (MW) = 1000 kW = 1.000.000 W;
1 Milliwatt (mW) = 0,001 W; o1i
1 PS (PS) = 736 W = 0,736 kW.

Maßeinheiten für elektrische Energie Sind:

1 Wattsekunde (W Sek.) = 1 J = (1 N) (1 m);
1 Kilowattstunde (kWh) = 3,6 · 106 W Sek.

Beispiel. Die Stromaufnahme eines an ein 220-V-Netz angeschlossenen Elektromotors betrug 15 Minuten lang 10 A. Bestimmen Sie die vom Motor verbrauchte Energie.
W*sec, oder dividiert man diesen Wert durch 1000 und 3600, erhält man die Energie in Kilowattstunden:

W = 1980000/(1000*3600) = 0,55 kWh

Tabelle 1. Elektrische Größen und Einheiten