Stromspannung, die sonst als elektrischer potenzieller Unterschied oder elektrische Spannung bekannt ist (hat V angezeigt und hat in Volt oder Joule pro Ampere-Sekunde gemessen), ist der potenzielle Unterschied zwischen zwei Punkten — oder der Unterschied in der elektrischen potenziellen Energie pro Einheitsanklage zwischen zwei Punkten. Stromspannung ist der Arbeit gleich, die pro Einheitsanklage gegen ein statisches elektrisches Feld würde getan werden müssen, um die Anklage zwischen zwei Punkten zu bewegen. Eine Stromspannung kann irgendeinen eine Energiequelle (elektromotorische Kraft) vertreten, oder es kann verlorene oder versorgte Energie (potenzieller Fall) vertreten. Ein Voltmeter kann verwendet werden, um die Stromspannung (oder potenzieller Unterschied) zwischen zwei Punkten in einem System zu messen; gewöhnlich wird ein allgemeines Bezugspotenzial wie der Boden des Systems als einer der Punkte verwendet. Stromspannung kann durch statische elektrische Felder, durch den elektrischen Strom durch ein magnetisches Feld, durch zeitändernde magnetische Felder oder eine Kombination aller drei verursacht werden.

Definition

Die Stromspannung zwischen zwei Enden eines Pfads ist die Gesamtenergie, die erforderlich ist, eine kleine elektrische Anklage entlang diesem Pfad zu bewegen, der durch den Umfang der Anklage geteilt ist. Mathematisch wird das als die Linie ausgedrückt, die des elektrischen Feldes und der Zeitrate der Änderung des magnetischen Feldes entlang diesem Pfad integriert ist. Im allgemeinen Fall müssen sowohl ein statisches (unveränderliches) elektrisches Feld als auch ein dynamisches (zeitänderndes) elektromagnetisches Feld in die Bestimmung der Stromspannung zwischen zwei Punkten eingeschlossen werden.

Historisch ist diese Menge auch "Spannung" und "Druck" genannt worden. Druck ist jetzt veraltet, aber Spannung wird noch, zum Beispiel innerhalb des Ausdrucks "Hochspannung" (HT) verwendet, der in der thermionischen Klappe (Vakuumtube) gestützte Elektronik allgemein verwendet wird.

Stromspannung wird definiert, so dass negativ beladene Gegenstände zu höheren Stromspannungen gezogen werden, während positiv beladene Gegenstände zu niedrigeren Stromspannungen gezogen werden. Deshalb fließt der herkömmliche Strom in einer Leitung oder Widerstand immer von der höheren Stromspannung, um Stromspannung zu senken. Strom kann von der niedrigeren Stromspannung bis höhere Stromspannung fließen, aber nur wenn eine Energiequelle anwesend ist, um es gegen das gegenüberliegende elektrische Feld "zu stoßen". Zum Beispiel, innerhalb einer Batterie, stellen chemische Reaktionen innerhalb der Batterie die für den Strom erforderliche Energie zur Verfügung, um von der Verneinung ins positive Terminal zu fließen

Hydraulische Analogie

Eine einfache Analogie für einen elektrischen Stromkreis ist Wasser, das in einem geschlossenen Stromkreis von pipework fließt, der durch eine mechanische Pumpe gesteuert ist. Das kann einen Wasserstromkreis genannt werden. Der potenzielle Unterschied zwischen zwei Punkten entspricht dem Wasserdruck-Unterschied zwischen zwei Punkten. Wenn es einen Wasserdruck-Unterschied zwischen zwei Punkten gibt (wegen der Pumpe), dann wird Wasser, das vom ersten Punkt bis das zweite fließt, im Stande sein, Arbeit, wie das Fahren einer Turbine zu tun. Auf eine ähnliche Weise kann Arbeit durch den elektrischen Strom getan werden, der durch den potenziellen Unterschied wegen einer elektrischen Batterie gesteuert ist: Zum Beispiel kann der durch eine Kraftfahrzeugbatterie erzeugte Strom den Anlassmotoren in einem Automobil steuern. Wenn die Pumpe nicht arbeitet, erzeugt sie keinen Druck-Unterschied, und die Turbine wird nicht rotieren. Ebenso, wenn die Batterie des Automobils flach ist, dann wird es den Anlassmotoren nicht drehen.

Diese Wasserfluss-Analogie ist eine nützliche Weise, mehrere elektrische Konzepte zu verstehen. In solch einem System ist die geleistete Arbeit, um Wasser zu bewegen, dem Druck gleich, der mit dem Volumen von bewegtem Wasser multipliziert ist. Ähnlich in einem elektrischen Stromkreis ist die geleistete Arbeit, um Elektronen oder andere Anklage-Transportunternehmen zu bewegen, dem "elektrischen Druck" (ein alter Begriff für die Stromspannung) multipliziert mit der Menge der elektrischen bewegten Anklage gleich. Stromspannung ist eine günstige Weise, die Fähigkeit zu messen, Arbeit zu tun. In Bezug auf "den Fluss", das größere der "Druck-Unterschied" zwischen zwei Punkten (potenzieller Unterschied oder Wasserdruck-Unterschied) das größere der Fluss zwischen ihnen (entweder elektrischer Strom oder Wasserfluss).

Anwendungen

Das Spezifizieren eines Stromspannungsmaßes verlangt ausführliche oder implizite Spezifizierung der Punkte, über die die Stromspannung gemessen wird. Wenn man einen Voltmeter verwendet, um potenziellen Unterschied zu messen, muss eine elektrische Leitung des Voltmeters mit dem ersten Punkt, einem zum zweiten Punkt verbunden werden.

Eine übliche Anwendung des Begriffes "Stromspannung" ist im Beschreiben der Stromspannung, die über ein elektrisches Gerät (wie ein Widerstand) fallen gelassen ist. Der Spannungsabfall über das Gerät kann als der Unterschied zwischen Maßen an jedem Terminal des Geräts in Bezug auf einen allgemeinen Bezugspunkt (oder Boden) verstanden werden. Der Spannungsabfall ist der Unterschied zwischen den zwei Lesungen. Zwei Punkte in einem elektrischen Stromkreis, die von einem idealen Leiter ohne Widerstand und nicht innerhalb eines sich ändernden magnetischen Feldes verbunden werden, haben Sie eine Stromspannung der Null. Irgendwelche zwei Punkte mit demselben Potenzial können von einem Leiter verbunden werden, und kein Strom wird zwischen ihnen fließen.

Hinzufügung von Stromspannungen

Die Stromspannung zwischen A und C ist die Summe der Stromspannung zwischen A und B und der Stromspannung zwischen B und C. Die verschiedenen Stromspannungen in einem Stromkreis können mit den Stromkreis-Gesetzen von Kirchhoff geschätzt werden.

Wenn die Unterhaltung über den Wechselstrom (AC) dort ein Unterschied zwischen sofortiger Stromspannung und durchschnittlicher Stromspannung ist. Sofortige Stromspannungen können für den direkten Strom (DC) und AC hinzugefügt werden, aber durchschnittliche Stromspannungen können nur bedeutungsvoll hinzugefügt werden, wenn sie sich für Signale wenden, dass alle dieselbe Frequenz und Phase haben.

Messgeräte

Instrumente, um Stromspannungen zu messen, schließen den Voltmeter, den potentiometer und das Oszilloskop ein. Der Voltmeter arbeitet durch das Messen des Stroms durch einen festen Widerstand, der, gemäß dem Gesetz des Ohms, zur Stromspannung über den Widerstand proportional ist. Der potentiometer arbeitet durch das Ausgleichen der unbekannten Stromspannung gegen eine bekannte Stromspannung in einem Brücke-Stromkreis. Das Kathodenstrahloszilloskop arbeitet durch die Verstärkung der Stromspannung und das Verwenden davon, um einen Elektronbalken von einem geraden Pfad abzulenken, so dass die Ablenkung des Balkens zur Stromspannung proportional ist.

Typische Stromspannungen

Eine allgemeine Stromspannung für Leuchtfeuer-Batterien ist 1.5 Volt (Gleichstrom).

Eine allgemeine Stromspannung für Kraftfahrzeugbatterien ist 12 Volt (Gleichstrom).

Allgemeine Stromspannungen, die von Macht-Gesellschaften Verbrauchern geliefert sind, sind 110 bis 120 Volt (AC) und 220 bis 240 Volt (AC). Die Stromspannung in elektrischen Energieübertragungslinien, die verwendet sind, um Elektrizität von Kraftwerken zu verteilen, kann mehrerer hundertmal größer sein als Verbraucherstromspannungen, normalerweise 110 kV zu 1,200 kV (AC).

Die in Oberlinien verwendete Stromspannung, um Eisenbahnlokomotiven anzutreiben, ist zwischen 12 kV und 50 kV (AC).

Siehe auch

• Wechselstrom (AC)
• Direkter Strom (DC)
• Elektrisches Potenzial
• Stromschlag
• Elektrische Maße
• Elektrochemisches Potenzial
• Niveau von Fermi
• Hochspannung
• Hauptelektrizität (ein Artikel über die Innenmacht liefern Stromspannungen)
• Hauptmacht-Systeme (Liste der Stromspannung durch das Land)
• Das Gesetz des Ohms
• Stromspannung des offenen Stromkreises
• Gespenst-Stromspannung
• Spannungsabfall

Links

• Elektrische Stromspannung V, Stromstärke I, spezifischer Widerstand R, Scheinwiderstand Z, Wattleistung P
• Elementare Erklärung der Stromspannung am NDT Quellenzentrum