- НАПРЯЖЕНИЕ электрическое
- НАПРЯЖЕНИЕ электрическое
-
(см. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ).
Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.
- НАПРЯЖЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ
-
- работа по перемещению единичного электрич. заряда, определяемая интегралом напряжённости эфф. электрич. поля E э (включающего сторонние поля) вдоль заданного контура g, соединяющего две точки (1, 2 )токовой цепи или иной эл.-динамич. системы:
Измеряется H. э. в СИ в вольтах (1 B = 1 Дж/А . с), в СГСЭ - в г 1/2 см 1/2 с -1(1СГСЭ = 300 В).
Понятие о H. э. ввёл Г. Ом (G. Ohm), предложивший в 1827 гидродинамич. модель электрич. тока для объяснения открытого им эмпирич. закона (см. Ома закон). Аналог перепада давлений между двумя точками цепи Ом назвал напряжением. В своих опытах Ом имел дело только с пассивными участками цепи, не включающими эдс, поэтому H. э. совпадало с разностью потенциалов между двумя точками цепи и измерялось по показаниям электроскопа, подключённого к этим точкам. В дальнейшем понятие Н. <э. было обобщено на электрич. цепи и системы, включающие активные элементы (электролитич. ванны, электромоторы, аккумуляторы, генераторы, контакты разнородных металлов и полупроводников, проводники с неоднородным распределением темп-ры и т. д.). Термин "Н. э." применяется при описании процессов в цепях не только постоянного, но и переменного тока, в линиях передач и антеннах.
В потенц. эл.-статич. полях (E = -
f) H. э. между точками 1, 2 не зависит от пути интегрирования в (1) и совпадает с разностью потенциалов: u12 = j1 - f2. В общем случае необходимо указывать контур g в (1).
Вклад в H. э. непотепциальных полей (вихревых и сторонних) принято относить к электродвижущей силе
[g]:
На практике, однако, вместо точного указания контура интегрирования g обычно пользуются поясняющими словами. Так, говорят о приложенном к элементу цепи (двухполюснику) H. э., о H. э. на зажимах (клеммах, подводящих проводах) того или иного устройства, о H. э. на входе (плече) многополюсника, понимая под этим H. э. вдоль кривой, огибающей устройство, т. е. чаще всего разность потенциалов между его полюсами. Если контур g выбран внутри проводников цепи, то говорят о падении H. э. на участке цепи или двухполюснике.
В ряде случаев, когда эл.-динамич. устройство (напр., электромотор) включает в себя подвижные проводники или когда сторонние силы являются результатом усреднённого воздействия пульсирующих микрополей на быстро осциллирующие носители заряда, падение H. э. U определяется как отношение работы, совершаемой в единицу времени над электрич. током I, к величине тока:
где е - напряжённость микроскопич. электрич. поля, i - плотность микротоков, интегрирование производится по объёму проводника V,<> - знак усреднения по быстрым движениям; <е> = E,<i> = j, но в общем случае < е.j>
Ej, так, в движущихся со скоростью v проводниках <e.i> = E э.j = E· j+ j.[uB]/ с ( В - индукция магн. поля). Определённое т. о. падение напряжения удовлетворяет закону Ома: U = RI, где R - сопротивление участка цепи.
В случае гармонич. процессов пользуются след. характеристиками: мгновенным значением H. э., u(t), определяемым соотношением (1); комплексной амплитудой H. э.,
[u(t)=Re(
exp(iwt)}] и эфф. значением H. э., u2 э =
(t) = |
|2/2 (черта сверху означает усреднение по периоду колебаний T= 2p/w, w - циклич. частота). Для комплексных амплитуд H. э. и тока закон Ома обобщается в виде
где Z(w) - импеданс двухполюсника. Хотя по форме (2) совпадает с законом Ома, - и при этом не является комплексной амплитудой падения напряжения, а совпадает с комплексной амплитудой H. э. на подводящих проводах. В линиях передач под H. э. понимают интеграл (1) вдоль контура, соединяющего провода линии и лежащего в нормальном к линии сечении.
Измеряется H. э. с помощью вольтметра - гальванометра с большим дополнит. сопротивлением RB; в идеале RB
(электроскоп). Вольтметр измеряет падение H. э. на самом себе - UB (или при RB.
- разность потенциалов на своих клеммах). Чаще всего U В близко к разности потенциалов между точками подключения вольтметра к цепи, но не всегда. На рис., а изображён трансформатор, по первичной обмотке к-рого течёт линейно растущий во времени ток i. Вторичной обмоткой является виток с длиной l, сопротивлением R, по к-рому течёт пост. ток I. Вольтметр, подключённый к точкам 1, 2 витка (рис., б), покажет падение H. э. U12 = RIl12/l, к-рое не равно ни эдс индукции
12 = RIq/2p, ни разности потенциалов j1-f2 = = RI(l12/l-q/2p). В сомнительных случаях для сопоставления показаний вольтметра параметрам диаг-носцируемой цепи обращаются к Кирхгофа правилам.
Лит.:Tамм И. E., Основы теории электричества, 10 изд., M., 1989. M. А. Миллер, Г. В. Пермитин.
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.
.