Elektrické napětí je jedna ze základních veličin při studiu a využívání elektřiny.
Napětí jako rozdíl potenciálů mezi dvěma body může způsobit elektrický proud a v analogii s kapalinou odpovídá rozdílu tlaků mezi dvěma body potrubí. Definuje se jako rozdíl potenciálů mezi dvěma body elektrického pole, tj. práce, potřebná k přenesení jednotkového náboje mezi těmito body. Vztah mezi napětím a proudem ve vodiči s elektrickým odporem vyjadřuje Ohmův zákon.
Elektrické napětí | |
---|---|
Název veličiny a její značka | Elektrické napětí U |
Hlavní jednotka SI a její značka | volt V |
Rozměrový symbol SI | U |
Dle transformace složek | skalární |
Zařazení jednotky v soustavě SI | základní |
Napětí v elektrických rozvodech může být stejnosměrné (značí se ss nebo symbolem =, např. Uss, resp. U=) nebo střídavé (značí se st nebo symbolem ~, např. Ust, resp. U~), jehož směr toku i okamžitá velikost se v čase periodicky mění, příkladem může být elektrická síť se střídavým napětím 230 V a frekvencí 50 Hz, kde napětí vzniká pohybem elektrického vodiče v elektromagnetickém poli generátoru v elektrárně. V technické praxi se napětí často vztahuje vůči zemi s potenciálem nula.
Značka elektrického napětí je velké (většinou efektivní hodnota) resp. malé (většinou okamžitá hodnota, viz nestacionární pole). Jednotkou elektrického napětí v soustavě SI je volt, značí se . Elektrické napětí se měří voltmetrem, který se zapojuje do obvodu paralelně.
Kategorie | Napěťová hladina | Značka | Střídavé napětí (efektivní hodnota) | Stejnosměrné napětí | ||
---|---|---|---|---|---|---|
Uzeměná síť | Izolovaná síť | |||||
fáze-zem | fáze-fáze | fáze-fáze | ||||
I | malé napětí | mn | do 50 V včetně | do 120 V včetně | ||
II | nízké napětí | nn | nad 50 V až do 600 V včetně | nad 50 V až do 1 kV včetně | nad 120 V až do 1 500 V včetně | |
A | vysoké napětí | vn | nad 0,6 kV až do 30 kV včetně | nad 1 kV až do 52 kV včetně | nad 1,5 kV až do 52 kV včetně | |
B | velmi vysoké napětí | vvn | nad 30 kV až do 171 kV včetně | nad 52 kV až do 300 kV včetně | ||
C | zvláště vysoké napětí | zvn | – | nad 300 kV až do 800 kV včetně | – | nad 300 kV až do 800 kV včetně |
D | ultra vysoké napětí | uvn | – | nad 800 kV | – | nad 800 kV |
Elektrické napětí mezi dvěma body s polohovými vektory a lze vyjádřit vztahem:
kde je intenzita elektrického pole a je elektrický potenciál.
Práci vykonanou při přemísťování kladného náboje při napětí lze vyjádřit vztahem:
Elektrické napětí indukované ve smyčce vodiče je rovno časové změně celkového magnetického toku, který smyčkou prochází (Faradayův zákon elektromagnetické indukce):
kde je magnetický tok,
a v integrálním tvaru kde se integruje po uzavřené vodivé smyčce s plochou :
kde je magnetická indukce.
Pokud se polarita napětí mezi body určitého pole v čase nemění, takže lze rozlišit kladný a záporný pól, jedná se o stejnosměrné napětí Uss nebo U=. Typickým příkladem může být elektrický článek, baterie článků nebo akumulátor, kde napětí vzniká elektrochemickým procesem. Pokud se polarita v čase pravidelně mění, jedná se o střídavé napětí Ust nebo U~.
Stejnosměrné napětí je takové elektrické napětí, které v čase nemění svou polaritu. Jako zdroje stejnosměrného napětí se užívají:
Střídavé napětí je takové elektrické napětí, které v čase mění svou polaritu s určitou periodou. Časový průběh napětí je obvykle harmonický:
kde je amplituda střídavého napětí, je úhlová frekvence a je fázový posuv mezi napětím a proudem.
Neharmonické průběhy mohou mít různé tvary:
Velikost harmonického střídavého napětí je obtížné vyjádřit jediným číslem, protože jeho hodnota se neustále mění v čase. Proto definujeme následující hodnoty:
Střední hodnotu harmonického napětí definujeme následovně:
Efektivní hodnotu harmonického napětí definujeme následovně:
Vztah mezi hodnotou sdruženého napětí (napětí mezi fázemi) a fázového napětí (napětí mezi fází a nulou) se určí následovně:
This article uses material from the Wikipedia Čeština article Elektrické napětí, which is released under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 license ("CC BY-SA 3.0"); additional terms may apply (view authors). Text je dostupný pod CC BY-SA 4.0, pokud není uvedeno jinak. Images, videos and audio are available under their respective licenses.
®Wikipedia is a registered trademark of the Wiki Foundation, Inc. Wiki Čeština (DUHOCTRUNGQUOC.VN) is an independent company and has no affiliation with Wiki Foundation.