Elektrische spanning

Spanning is wat elektrische ladingen doet bewegen. Het is de 'push' die ervoor zorgt dat ladingen in een draad of andere elektrische geleider bewegen. Het kan worden gezien als de kracht die de ladingen duwt, maar het is geen kracht. Spanning kan ladingen laten bewegen, en omdat het bewegen van ladingen een stroom is, kan spanning een stroom veroorzaken.

Elektrisch Potentiaalverschil is de echte wetenschappelijke term, maar wordt meestal Voltage genoemd. Informeel wordt het spannings- of elektrische potentiaalverschil soms "Potentiaalverschil" genoemd. Spanning wordt in bepaalde omstandigheden ook elektromotorische kracht (EMV) genoemd.

Spanning is een elektrisch potentiaalverschil, het verschil in elektrische potentiaal tussen twee plaatsen. De eenheid voor elektrisch potentiaalverschil, of spanning, is de volt. De volt wordt genoemd in het geheugen van Alessandro Volta. Eén volt is gelijk aan één joule per coulomb. Het symbool voor de eenheid volt is geschreven met een hoofdletter V zoals in (9V). Volgens de regels van het Internationaal Stelsel van Eenheden is het symbool voor een eenheid met een naam die is afgeleid van de eigenlijke naam van een persoon hoofdletters.

Merk op dat de volt en de spanning twee verschillende dingen zijn. De volt is een eenheid waarmee we iets meten. Zowel de elektrische potentiaal als de spanning zijn dingen die we meten en de volt is de meeteenheid voor beide. Het symbool voor de eenheid volt is geschreven met een V (9 volt of 9 V). Als de spanning in een formule wordt gebruikt, kan het cursief worden getypt, bijvoorbeeld, V = 9 V {\\,\,} {\displaystyle V=9\,{\text{V}}}of geschreven in cursief. Als er maar één lettersymbool is, kan een kleine letter v worden gebruikt, bijvoorbeeld, spanning = stroom × weerstand {\\text{voltage}= {\\\text{voltage}} of v = ir {\text{resistance}=={\displaystyle {\text{voltage}}={\text{current}}\times {\text{resistance}}}{\displaystyle {\text{v}}={\text{ir}}}. Elektrotechnici gebruiken het symbool e {\\playstyle e} {\displaystyle e}voor spanning, bijvoorbeeld, e = i r {displaystyle e=ir} {\displaystyle e=ir}om het verschil tussen spanning en volts heel duidelijk te maken.

Technisch gezien is de spanning het verschil in elektrische spanning tussen twee punten en wordt deze altijd tussen twee punten gemeten, bijvoorbeeld tussen de positieve en negatieve uiteinden van een batterij, tussen een draad en de aarde, of tussen een draad of een punt van een circuit en een punt in een ander deel van het circuit. In het dagelijks gebruik van huishoudelijke elektriciteit in de VS bedraagt de spanning meestal 120V. Deze spanning wordt gemeten van de elektrische draad naar de aarde.

Merk op dat er zowel spanning als stroom moet zijn om het vermogen (energie) over te dragen. Een draad kan bijvoorbeeld een hoge spanning hebben, maar tenzij deze is aangesloten, zal er niets gebeuren. Vogels kunnen op hoogspanningslijnen zoals 12kV en 16kV landen zonder te sterven, omdat de stroom niet door de vogel stroomt.

Er zijn twee soorten spanning, gelijkspanning en wisselspanning. De DC-spanning (gelijkspanning) heeft altijd dezelfde polariteit (positief of negatief), zoals in een batterij. De wisselspanning (wisselspanning) wisselt tussen positief en negatief. De spanning uit het stopcontact verandert bijvoorbeeld 60 keer per seconde van polariteit (in Amerika) of 50 keer per seconde (UK en Europa). De DC wordt meestal gebruikt voor elektronica en de AC voor motoren.

Het aansluiten van een hoogspanningskabel
Het aansluiten van een hoogspanningskabel

Definitie

Spanning is de verandering in Elektrisch Potentiaal tussen twee plaatsen
of de verandering in Elektrisch Potentiaal Energie per coulomb tussen twee plaatsen.

V = Δ ( E P E / q ) = ( E P E / q ) 2 - ( E P E / q ) 1 {\\\Delta (EPE/q)=(EPE/q)_{2}-(EPE/q)_{1}} {\displaystyle V=\Delta (EPE/q)=(EPE/q)_{2}-(EPE/q)_{1}}

Waarbij V=Voltage, EPE=Elektrische Potentiële Energie, q=lading, ∆=verschil in.

Aardingsspanning

De spanning wordt altijd tussen twee punten gemeten, en één daarvan wordt vaak de "grond" genoemd, of het nulpunt van de spanning (0V). In de meeste AC-installaties is er een verbinding met de aarde. Een verbinding met de echte aarde wordt gemaakt via een waterleiding, een aardingsstaaf die in de aarde is begraven of gedreven, of een handige metalen geleider (geen gasleiding) die ondergronds is begraven. Deze verbinding wordt gemaakt bij de ingang van de elektrische installatie in een gebouw, bij elke paal waar een transformator op straat staat (vaak op een elektrische paal), en op andere plaatsen in de installatie. De hele planeet Aarde wordt gebruikt als referentiepunt voor het meten van de spanning. In een gebouw wordt deze aarde aan twee draden naar elk elektrisch apparaat gedragen. De ene is de 'aardingsgeleider' (de groene of kale draad) en wordt gebruikt als veiligheidsaarde om metalen onderdelen van apparatuur met de aarde te verbinden. De andere wordt gebruikt als een van de elektrische geleiders in de circuits van het systeem en wordt de 'nulleider' genoemd. Deze draad, die zich op het aardpotentiaal bevindt, vult alle circuits aan door de stroom van alle elektrische apparatuur terug te voeren naar het ingangspunt van het systeem in de gebouwen en vervolgens naar de transformator, die meestal op straat staat. Op veel plaatsen buiten de gebouwen wordt het onnodig om een draad te hebben om de circuits te voltooien en de stroom van de gebouwen naar de generatoren te transporteren. Het retourpad dat alle stroom terugvoert is de aarde zelf.
In DC-circuits wordt het negatieve uiteinde van een generator of batterij vaak het "massa"- of nulspanningspunt (0V)
genoemd, ook al is er al dan niet een verbinding met de aarde. Er kunnen meerdere massa's op dezelfde printplaat (PCB) zitten, bijvoorbeeld bij gevoelige analoge schakelingen, dat deel van de schakeling kan een "analoge massa" gebruiken, en het digitale deel, heeft een "digitale massa".
In elektrische apparatuur kan het 0 volt punt het metalen chassis zijn dat een "chassis ground" wordt genoemd of een verbinding met de eigenlijke aarde die een "aarde" wordt genoemd, elk met een eigen symbool dat in elektrische schema's (schakelschema's)
wordt gebruikt.

Meetinstrumenten

Enkele gereedschappen voor het meten van de spanning zijn de voltmeter en de oscilloscoop.

De voltmeter meet de spanning tussen twee punten en kan worden ingesteld op de DC- of de AC-modus. De voltmeter kan bijvoorbeeld de DC-spanning van een batterij meten (meestal 1,5V of 9V), of de AC-spanning van het stopcontact op de muur (meestal 120V).

Voor complexere signalen kan een oscilloscoop de gemeten DC- en/of AC-spanning gebruiken, bijvoorbeeld om de spanning over een luidspreker te meten.

Potentieel verschil

De spanning, of het potentiaalverschil van punt a naar punt b is de hoeveelheid energie in joule (als gevolg van elektrisch veld) die nodig is om 1 coulomb van positieve lading te verplaatsen van punt a naar punt b. Een negatieve spanning tussen punt a en b is een spanning waarbij 1 coulomb van energie nodig is om een negatieve lading te verplaatsen van punt a naar b. Als er een uniform elektrisch veld is over een geladen voorwerp, zullen negatief geladen voorwerpen naar hogere spanningen worden getrokken, en positief geladen voorwerpen naar lagere spanningen worden getrokken. Het potentiaalverschil/Voltage tussen twee punten is onafhankelijk van de weg die wordt afgelegd om van punt a naar b te komen.


AlegsaOnline.com - 2020 / 2021 - License CC3