Volt est une unité de mesure de la tension dans le réseau. Unité de mesure de la tension. La tension est divisée en plusieurs types, en fonction des types de courant

La leçon est consacrée à la prise en compte du concept de tension électrique, de sa désignation et de ses unités de mesure. La deuxième partie de la leçon est principalement réservée à la démonstration des dispositifs de mesure de tension dans la section de circuit et de leurs caractéristiques.

Si nous donnons un exemple standard sur la signification de l'inscription bien connue sur tous les appareils électroménagers «220 V», cela signifie qu'un travail de 220 J est effectué sur la section de circuit pour déplacer une charge de 1 C.

Formule de calcul du stress :

Le travail du champ électrique pour le transfert de charge, J ;

Charge, Cl.

Par conséquent, l'unité de tension peut être représentée comme suit :

Il existe une relation entre les formules de calcul de la tension et de l'intensité du courant, à laquelle vous devez prêter attention: et. Les deux formules contiennent l'amplitude de la charge électrique, ce qui peut être utile pour résoudre certains problèmes.

L'appareil utilisé pour mesurer la tension s'appelle voltmètre(Fig. 2).

Riz. 2. Voltmètre ()

Il existe différents voltmètres selon les caractéristiques de leur application, mais le principe de leur fonctionnement repose sur l'action électromagnétique du courant. Tous les voltmètres sont désignés par la lettre latine, qui est appliquée sur le cadran de l'instrument et est utilisée dans la représentation schématique de l'instrument.

Dans les conditions scolaires, par exemple, des voltmètres sont utilisés, illustrés à la figure 3. Avec leur aide, des mesures de tension dans les circuits électriques sont effectuées pendant les travaux de laboratoire.

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Riz. 3. Voltmètres

Les principaux éléments du voltmètre de démonstration sont le corps, l'échelle, l'aiguille et les bornes. Les terminaux sont généralement signés avec un plus ou un moins et sont mis en évidence dans différentes couleurs pour plus de clarté : rouge - plus, noir (bleu) - moins. Cela a été fait afin de connecter sciemment correctement les bornes de l'appareil aux fils correspondants connectés à la source. Contrairement à un ampèremètre, qui est connecté en série, un voltmètre est connecté en parallèle.

Bien sûr, tout appareil de mesure électrique devrait avoir un effet minimal sur le circuit à l'étude, c'est pourquoi le voltmètre a des caractéristiques de conception telles que le courant minimum le traverse. Cet effet est assuré par la sélection de matériaux spéciaux qui contribuent au flux de charge minimum à travers l'appareil.

Représentation schématique d'un voltmètre (Fig. 4) :

Riz. 4.

Par exemple, représentons un circuit électrique (Fig. 5) dans lequel un voltmètre est connecté.

Riz. 5.

Le circuit comporte un ensemble d'éléments presque minimal : une source de courant, une lampe à incandescence, une clé, un ampèremètre connecté en série et un voltmètre connecté en parallèle à l'ampoule.

Commenter. Il vaut mieux commencer par assembler le circuit électrique avec tous les éléments sauf le voltmètre, et le brancher à la fin.

Il existe de nombreux types de voltmètres avec différentes échelles. Par conséquent, la question du calcul du prix de l'appareil dans ce cas est très pertinente. Les microvoltmètres, les millivoltmètres, juste les voltmètres, etc.. sont très courants.Par leurs noms, il est clair avec quelle multiplicité les mesures sont effectuées.

De plus, les voltmètres sont divisés en appareils à courant continu et à courant alternatif. Bien qu'il y ait du courant alternatif dans le réseau de la ville, mais à ce stade de l'étude de la physique, nous traitons du courant continu, qui est fourni par toutes les cellules galvaniques, nous nous intéresserons donc aux voltmètres correspondants. Le fait que l'appareil soit destiné aux circuits à courant alternatif est généralement représenté sur le cadran sous la forme d'une ligne ondulée (Fig. 6).

Riz. 6. Voltmètre CA ()

Commenter. Si nous parlons de valeurs de tension, alors, par exemple, une tension de 1 V est une petite valeur. Des tensions beaucoup plus élevées sont utilisées dans l'industrie, mesurées en centaines de volts, kilovolts et même mégavolts. Dans la vie de tous les jours, une tension de 220 V ou moins est utilisée.

Dans la prochaine leçon, nous apprendrons quelle est la résistance électrique d'un conducteur.

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P supplémentaireliens recommandés vers des ressources Internet

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2. Youtube().
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Devoirs

En fait, ce terme fait référence à la différence de potentiel et l'unité de tension est le volt. Volt est le nom du scientifique qui a jeté les bases de tout ce que nous savons aujourd'hui sur l'électricité. Le nom de cet homme était Alessandro.

Mais c'est ce qui concerne le courant électrique, c'est-à-dire celui avec lequel fonctionnent les appareils électroménagers qui nous sont familiers. Mais il y a aussi la notion de paramètre mécanique. Un paramètre similaire est mesuré en pascals. Mais maintenant, il ne s'agit pas de lui.

Qu'est-ce qu'un volt

Ce paramètre peut être constant ou variable. Seul le courant alternatif « circule » dans les appartements, les bâtiments et les structures, les maisons et les organisations. La tension électrique est une onde d'amplitude, indiquée sur les graphiques par une sinusoïde.

Le courant alternatif est indiqué dans les schémas par le symbole "~". Et si nous parlons de ce à quoi un volt est égal, alors nous pouvons dire qu'il s'agit d'une action électrique dans un circuit où, lorsqu'une charge égale à un pendant (C) circule, un travail égal à un joule (J) est effectué.

La formule standard par laquelle il peut être calculé est la suivante :

U = A:q, où U est exactement la valeur requise ; "A" est le travail que le champ électrique (en J) fait pour transférer la charge, et "q" est la charge elle-même, en coulombs.

Si nous parlons de valeurs constantes, elles ne diffèrent pratiquement pas des variables (à l'exception du calendrier de construction) et sont également produites à partir d'elles au moyen d'un pont de diodes redresseur. Les diodes, sans faire passer le courant dans l'une des directions, divisent la sinusoïde, pour ainsi dire, en supprimant les demi-ondes. En conséquence, au lieu de phase et zéro, plus et moins sont obtenus, mais le calcul reste dans les mêmes volts (V ou V).

Mesure de tension

Auparavant, seul un voltmètre analogique était utilisé pour mesurer ce paramètre. Désormais, sur les étagères des magasins d'électricité, il existe une très large gamme d'appareils de ce type déjà sous forme numérique, ainsi que des multimètres, analogiques et numériques, à l'aide desquels la soi-disant tension est mesurée. Un tel appareil peut mesurer non seulement l'amplitude, mais également l'intensité du courant, la résistance du circuit, et même il devient possible de vérifier la capacité du condensateur ou de mesurer la température.

Bien entendu, les voltmètres et multimètres analogiques ne donnent pas une précision aussi précise que les numériques, sur l'affichage desquels l'unité de tension est affichée jusqu'au centième ou au millième.

Lors de la mesure de ce paramètre, le voltmètre est connecté au circuit en parallèle, c'est-à-dire si nécessaire, mesurez la valeur entre phase et zéro, les sondes sont appliquées l'une sur le premier fil et l'autre sur le second, contrairement à la mesure de l'intensité du courant, où l'appareil est connecté au circuit en série.

Dans les circuits, le voltmètre est désigné par la lettre V, entourée. Différents types de tels appareils mesurent, en plus du volt, différentes unités de tension. En général, il est mesuré dans les unités suivantes : millivolt, microvolt, kilovolt ou mégavolt.

Valeur de tension

La valeur de ce paramètre de courant électrique dans notre vie est très élevée, car cela dépend s'il correspond à celui prescrit, de la luminosité des lampes à incandescence dans l'appartement et si des lampes fluorescentes compactes sont installées, la question se pose déjà si oui ou non ils vont brûler du tout. La durabilité de tous les appareils électroménagers et légers dépend de ses sauts, et donc la présence d'un voltmètre ou d'un multimètre à la maison, ainsi que la possibilité de l'utiliser, devient une nécessité à notre époque.

La tension électrique est comprise comme le travail effectué par un champ électrique pour déplacer une charge de 1 C (pendant) d'un point du conducteur à un autre.

Comment la tension surgit-elle ?

Toutes les substances sont constituées d'atomes, qui sont un noyau chargé positivement, autour duquel des électrons négatifs plus petits tournent à grande vitesse. En général, les atomes sont neutres car le nombre d'électrons est égal au nombre de protons dans le noyau.

Cependant, si un certain nombre d'électrons sont retirés des atomes, ils auront tendance à en attirer le même nombre, formant un champ positif autour d'eux. Si nous ajoutons des électrons, il y en aura un excès et un champ négatif. Des potentiels se forment - positifs et négatifs.

Lorsqu'ils interagissent, il y aura une attraction mutuelle.

Plus la valeur de la différence est grande - la différence de potentiel - plus les électrons du matériau avec leur contenu en excès seront attirés vers le matériau avec leur déficience. Le plus fort sera le champ électrique et sa tension.

Si vous connectez des potentiels avec différentes charges de conducteurs, un potentiel électrique se produira - un mouvement dirigé des porteurs de charge, cherchant à éliminer la différence de potentiel. Pour déplacer les charges le long du conducteur, les forces du champ électrique fonctionnent, ce qui est caractérisé par le concept de tension électrique.

Ce qui est mesuré

températures ;

Types de tension

Pression constante

La tension dans le réseau électrique est constante, lorsqu'il y a toujours un potentiel positif d'un côté et un potentiel négatif de l'autre. Électrique dans ce cas a une direction et est constant.

La tension dans un circuit à courant continu est définie comme la différence de potentiel à ses extrémités.

Lors de la connexion d'une charge à un circuit CC, il est important de ne pas confondre les contacts, sinon l'appareil risque de tomber en panne. Les batteries sont un exemple classique de source de tension constante. Les réseaux sont utilisés lorsqu'il n'est pas nécessaire de transmettre de l'énergie sur de longues distances: dans tous les types de transport - des motos aux engins spatiaux, dans les équipements militaires, l'énergie électrique et les télécommunications, avec alimentation de secours, dans l'industrie (électrolyse, fusion dans des fours à arc électrique , etc...) .

Tension alternative

Si vous changez périodiquement la polarité des potentiels ou les déplacez dans l'espace, l'électrique se précipitera dans la direction opposée. Le nombre de ces changements de direction dans un certain temps est indiqué par une caractéristique appelée fréquence. Par exemple, la norme 50 signifie que la polarité de la tension dans le réseau change 50 fois par seconde.

La tension dans les réseaux électriques alternatifs est une fonction temporaire.

La loi des oscillations sinusoïdales est la plus utilisée.

Cela est dû au fait qu'il se produit dans la bobine des moteurs asynchrones en raison de la rotation d'un électroaimant autour d'elle. Si vous augmentez la rotation dans le temps, vous obtenez une sinusoïde.

Il se compose de quatre fils - trois phases et un zéro. la tension entre les fils zéro et phase est de 220 V et est appelée phase. Il existe également une tension entre phases, dite linéaire et égale à 380 V (différence de potentiel entre deux fils de phase). Selon le type de connexion dans un réseau triphasé, une tension de phase ou une tension linéaire peut être obtenue.

Qu'est-ce que la tension et le courant

La tension et le courant sont des concepts quantitatifs qu'il faut toujours garder à l'esprit lorsqu'il s'agit de circuits électroniques. Habituellement, ils changent dans le temps, sinon le fonctionnement du circuit n'a aucun intérêt.

Tension(symbole : U, parfois E). La tension entre deux points est l'énergie (ou le travail) nécessaire pour déplacer une seule charge positive d'un point à faible potentiel vers un point à potentiel élevé (c'est-à-dire que le premier point a un potentiel plus négatif que le second). En d'autres termes, c'est l'énergie qui est libérée lorsqu'une charge unitaire "glisse" d'un potentiel haut vers un potentiel bas. La tension est aussi appelée différence de potentiel ou force électromotrice(e.d.s). L'unité de mesure de la tension est le volt. Typiquement, la tension est mesurée en volts (V), kilovolts (1 kV = 10 3 V), millivolts (1 mV = 10 -3 V) ou microvolts (1 μV = 10 -6 V). Pour déplacer une charge de 1 coulomb entre des points ayant une différence de potentiel de 1 volt, il faut faire un travail de 1 joule. (Le coulomb est une unité de charge électrique et est égal à la charge d'environ 6*10 18 électrons.) La tension mesurée en nanovolts (1 nV = 10 -9 V) ou en mégavolts (1 MV = 10 6 V) est rare.

Courant(symbole : je). Le courant est la vitesse à laquelle une charge électrique se déplace en un point. L'unité de courant est l'ampère. Habituellement, le courant est mesuré en ampères (A), milliampères (1 mA = 10 -3 A), microampères (1 μA = 10 -6 A), nanoampères (1 nA = 10 -9 A) et parfois en picoampères (1 pkA = 10 -12 A). Un courant de 1 ampère est créé en déplaçant une charge de 1 coulomb en un temps de 1 s. Nous sommes convenus de considérer que le courant dans le circuit circule d'un point à potentiel plus positif vers un point à potentiel plus négatif, bien que l'électron se déplace en sens inverse.

N'oubliez pas : la tension est toujours mesurée entre deux points dans le circuit, le courant circule toujours par point du circuit ou à travers tout élément du circuit.

Il est impossible de dire "tension dans la résistance" - c'est analphabète. Cependant, on parle souvent de tension en tout point du circuit. Dans ce cas, ils désignent toujours la tension entre ce point et la "masse", c'est-à-dire un tel point du circuit dont le potentiel est connu de tous. Vous vous habituerez bientôt à cette façon de mesurer la tension.

La tension est créée en agissant sur les charges électriques dans des appareils tels que les batteries (réactions électrochimiques), les générateurs (interaction des forces magnétiques), les cellules solaires (effet photovoltaïque de l'énergie photonique), etc. Nous obtenons du courant en appliquant une tension entre les points du circuit.

Ici, peut-être, la question peut se poser: qu'est-ce que la tension et le courant, en fait, à quoi ressemblent-ils? Afin de répondre à cette question, il est préférable d'utiliser un appareil électronique tel qu'un oscilloscope. Il peut être utilisé pour observer la tension (et parfois le courant) en fonction du temps.

Dans les circuits réels, nous connectons les éléments entre eux à l'aide de fils, de conducteurs métalliques, dont chacun a la même tension en chacun de ses points (par rapport, par exemple, à la terre). Dans la région des hautes fréquences ou des basses impédances, cette affirmation n'est pas entièrement vraie. Prenons maintenant cette hypothèse sur la foi. Nous l'avons mentionné pour que vous compreniez que le circuit réel n'a pas à ressembler à sa représentation schématique, car les fils peuvent être connectés de différentes manières.

Rappelez-vous quelques règles simples concernant le courant et la tension :

La somme des courants entrant en un point est égale à la somme des courants en sortant (conservation de charge). Cette règle est parfois appelée loi de Kirchhoff pour les courants. Les ingénieurs aiment appeler un tel point du circuit un nœud. Une conséquence découle de cette règle : dans un circuit série (qui est un groupe d'éléments qui ont deux extrémités et sont reliés entre eux par ces extrémités), le courant est le même en tout point.

Lorsque les éléments sont connectés en parallèle (Fig. 1), la tension sur chacun des éléments est la même. En d'autres termes, la somme des chutes de tension entre les points A et B, mesurées le long de n'importe quelle branche du circuit reliant ces points, est la même et égale à la tension entre les points A et B. Parfois, cette règle est formulée comme suit : la somme des chutes de tension dans tout circuit fermé du circuit est nulle. C'est la loi de Kirchhoff pour les contraintes.

La puissance (travail effectué par unité de temps) consommée par le circuit est définie comme suit :

P=UI

Rappelons comment nous avons déterminé la tension et le courant, et nous obtenons que la puissance est égale à : (travail / charge) * (charge / unité de temps). Si la tension U est mesurée en volts et le courant I est mesuré en ampères, alors la puissance P sera exprimée en watts. La puissance de 1 watt est le travail de 1 joule effectué en 1 s (1 W = 1 J/s).

La puissance est dissipée sous forme de chaleur (généralement) ou parfois dépensée en travaux mécaniques (moteurs), convertie en énergie de rayonnement (lampes, non-radiateurs) ou accumulée (piles, condensateurs). Lors du développement d'un système complexe, l'un des principaux problèmes est de déterminer sa charge thermique (prenons, par exemple, un ordinateur dans lequel le sous-produit de plusieurs pages de résultats de résolution de problème sont de nombreux kilowatts d'énergie électrique dissipés dans l'espace sous forme de Chauffer).

À l'avenir, lors de l'étude des courants et des tensions changeant périodiquement, nous généraliserons l'expression simple P = UI. Sous cette forme, il est valable pour déterminer la valeur instantanée de la puissance. Au fait, rappelez-vous que vous n'avez pas besoin d'appeler le courant la force actuelle - c'est analphabète.

L'unité de tension est nommée volt (V) en l'honneur du scientifique italien Alessandro Volta, qui a créé la première cellule galvanique.

La tension aux extrémités du conducteur est prise comme unité de tension, à laquelle le travail pour déplacer une charge électrique de 1 C le long de ce conducteur est de 1 J.

1 V = 1 J / C

En plus du volt, des sous-multiples et des multiples de celui-ci sont utilisés : millivolt (mV) et kilovolt (kV).

1 mV = 0,001 V ;
1kV = 1000V.

La haute (grande) tension met la vie en danger. Supposons que la tension entre un fil d'une ligne de transmission à haute tension et la terre est de 100 000 V. Si ce fil est relié par un conducteur à la terre, alors lorsqu'une charge électrique de 1 C le traverse, un travail égal à On effectuera 100 000 J. Environ le même travail fera une charge de 1000 kg en cas de chute d'une hauteur de 10 m.Cela peut causer de gros dégâts. Cet exemple montre pourquoi le courant à haute tension est si dangereux.

Volta Alexandre (1745-1827)
Un physicien italien, l'un des fondateurs de la théorie du courant électrique, a créé la première cellule galvanique.

Mais des précautions doivent être prises lorsque vous travaillez avec des tensions inférieures. Même quelques dizaines de volts peuvent être dangereux selon les conditions. Pour les travaux à l'intérieur, une tension ne dépassant pas 42 V est considérée comme sûre.

Les cellules galvaniques créent une basse tension. Par conséquent, le réseau d'éclairage utilise le courant électrique de générateurs qui créent des tensions de 127 et 220 V, c'est-à-dire qu'ils produisent beaucoup plus d'énergie.

Des questions

1. Quelle est l'unité de tension ?
2. Quelle tension est utilisée dans le réseau d'éclairage ?
3. Quelle est la tension aux pôles d'une pile sèche et d'une batterie à l'acide ?
4. Quelles unités de tension, autres que le volt, sont utilisées en pratique ?