Elektrisches Potenzial

Das elektrische Potential ist eine skalare physikalische Größe, die die Feldstärke kennzeichnet. Der Parameter drückt auch die elektrische Spannung aus.

Physische Bedeutung des elektrischen Feldes

Wissenschaftler haben lange über die Substanzen des elektrischen und magnetischen Feldes nachgedacht, aber dies ist für sie ein Rätsel wie die Schwerkraft. Die Existenz wird nicht bestritten, aber das Wesentliche ist unklar. Die Menschen kannten das Geheimnis der Elektrizität lange vor unserer Ära nicht und sie bemühten sich nicht, es zu erkunden.

Wichtige Erfolge bei der Untersuchung der Elektrizität wären mindestens 20 Jahre früher als in der Realität geschehen. Vor Oersted bemerkte Giovanni Domenico Romanozi 1802 den Einfluss eines Drahts mit einer Stromstärke auf einer Magnetnadel. Dies wird durch offizielle Veröffentlichungsdaten bestätigt, und das tatsächliche Ereignis könnte früher stattgefunden haben. Das Verdienst von Oersted nur im Fokus der öffentlichen Aufmerksamkeit auf die beobachtete Tatsache.

Ähnliche Beispiele für Dunkelheit. Manchmal machten Wissenschaftler unabhängig voneinander Entdeckungen, Erfindungen. Es gab Fälle, in denen der Ehemann der Wissenschaft dachte, dass seine Erfindungen nicht neu seien. Dann war er überrascht, als sich herausstellte, dass die Urheberschaft nun einem Fremden gehört, obwohl seine eigene Entdeckung früher stattfand. Stille garantierte den Übergang des Ruhmesanteils zu dem beschriebenen Ereignis. Dies geschah im 19. Jahrhundert - Wissenschaftler arbeiteten ständig zusammen, diskutierten etwas, manchmal war es schwer, ein Ende zu finden. Beispielsweise wurde Faraday für das Plagiat des Designs des ersten menschlichen Motors verantwortlich gemacht, und Wikipedia schrieb ihm die von Laplace erfundene Urheberschaft des Induktors zu, die Michael nicht beanspruchte. Wenn es um die Felder geht, schweigen die Wissenschaftler jedoch. Die einzige Ausnahme war Nikola Tesla, der behauptete, alles im Universum bestehe aus harmonischen Schwingungen.

Wissenschaftler wissen also nichts über das Feld, und das elektrische Potential ist ein Merkmal dieses Feldes. Niemand hat die Substanz gesehen, sie konnten sich lange Zeit nicht registrieren und sind heute kaum noch präsent! Glauben Sie es nicht - versuchen Sie, die Vorstellung einer elektromagnetischen Welle einzufangen:

1. Es ist bekannt, dass die Schwingung eine Überlagerung von elektrischen und magnetischen Feldern ist, die sich zeitlich ändern.
2. Der Vektor der magnetischen Intensität steht senkrecht zum elektrischen Vektor und ist durch eine mittlere Konstante( eine bestimmte physikalische Größe) verbunden.
3. Das sind zwei rechtwinklige Wellen. .. halt! Was ist eine Welle?

So sieht moderne Physik aus. Niemand weiß genau, wie das Feld, die Schwingung, die Welle aussieht, wie man es zeichnet. Es ist nur klar: Bilder aus dem Lehrbuch beschreiben das Geschehen schlecht. Die Angelegenheit wird durch die Unfähigkeit einer Person verstärkt, elektromagnetische Strahlung zu sehen und zu fühlen. Die Oszillation sieht nicht sinusförmig aus, wird für einen Punkt, eine Linie, eine Vorderseite usw. betrachtet. Es ist eher eine Verdichtung und Dehnung des Äthers, die einer dreidimensionalen, unbeschreiblichen Figur ähnelt.

Eine lange Einführung zeigt, wie unerforscht der Alltag ist. Und stellt manchmal eine echte Gefahr für den Menschen dar. Zum Beispiel ist es erwiesen, dass die Strahlung des Mikrowellenofens das Essen allmählich "verdirbt".Eine Person, die regelmäßig von der Mikrowelle isst, läuft Gefahr, eine umfangreiche Liste von Beschwerden zur Verfügung zu haben. Vor allem - Blutkrankheiten. Unsicher für Menschen und die Netzfrequenz von 50 Hz.

Merkmale des elektrischen Feldes

Der Mann erkannte schnell, dass es bereits im 18. Jahrhundert ein elektrisches Feld gab - oder früher - sein Bild wurde mit Sägemehl gemalt. Die Menschen sahen Linien, die aus den Polen herauskamen. Analog begann man zu versuchen, das elektrische Feld darzustellen. Zum Beispiel entdeckte Charles Coulomb am Ende des achtzehnten Jahrhunderts das Gesetz der Anziehung und der Abweisung von Anklagen. Als ich die Formel formulierte, wurde mir klar, dass die Äquipotentiallinien der Wechselwirkungskraft konzentrisch um einen Punkt der Elektrizität herumlaufen und die Bewegungsbahnen der Geraden gerade sind.

So erschien das erste Bild des elektrischen Feldes. Es erinnert an ein Bild davon, wie die Forscher eine magnetische repräsentierten, jedoch mit einem riesigen Unterschied: In der Natur gab es Anzeichen für beide Anzeichen. Die Spannungslinien gehen ins Unendliche( theoretisch werden sie enden).Und die magnetischen Ladungen werden nicht nacheinander gefunden, ihre Linien sind immer im sichtbaren Bereich des Raumes geschlossen.

Im Übrigen gab es viele Gemeinsamkeiten, zum Beispiel stoßen sich Anklagen desselben Zeichens ab und ziehen sich gegenseitig an. Dies gilt für Magnete und Elektrizität. Hilbert bemerkte, dass der Magnetismus eine starke Substanz ist, die schwer zu screenen oder zu zerstören ist, und dass Elektrizität durch Feuchtigkeit und andere Substanzen leicht zerstört wird. Er fügte Coulomb zum Lauf hinzu, der den Elektronen im Anschluss an Benjamin Franklin eine negative Ladung zuwies. Obwohl es um die Flüssigkeitsmenge ging. Und die überschüssigen Elektronen sollten als positiv bezeichnet werden.

Infolgedessen werden die Feldstärkelinien entgegengesetzt zur richtigen Richtung angeordnet. Das Potenzial wächst nicht dort. .. Die Hauptmerkmale des elektrischen Feldes sind:

1. Tension( Spannung) - zeigt, welche Kraft auf eine positive Einheitsladung an einem bestimmten Punkt vom Feld wirkt.
2. -Potenzial - zeigt, welche Art von Arbeit ein Feld aufwenden kann, um eine einzelne positive Testladung an einen unendlich entfernten Punkt zu verschieben.
3. Spannung - die Potenzialdifferenz zwischen zwei Punkten. Die Spannung wird nur auf einem bestimmten Niveau bestimmt.

Der wahrscheinlichste Ursprung von Begriffen aus der lateinischen Sprache. Die Spannung wurde vermutlich von Alessandro Volta in Gebrauch genommen, und das Potential wird als Name des Feldtyps bezeichnet, der durch einen bestimmten Wert gekennzeichnet ist: Die Arbeit zum Bewegen der Ladung hängt nicht von der Flugbahn ab und ist gleich der Differenz der Potentiale der Anfangs- und Endpunkte. Folglich ist auf einer geschlossenen Flugbahn Null.

Nullpotential und Potenzialfeld

Das elektrische Feld wird als Potenzial betrachtet, was bedeutet, dass die Bewegung der Ladung darin nicht von der Flugbahn abhängt und nur vom Potenzial bestimmt wird. Potenzial ist ein universelles physikalisches Konzept, das häufig verwendet wird. Zum Beispiel für das Gravitationsfeld der Erde, dessen Ursprung noch unerklärlich ist. Es ist bekannt, dass die Massen von dem Gesetz angezogen werden, das an das von Charles Coulomb abgeleitete erinnert.

In einem elektrischen Feld wird der Globus zum Ausgangspunkt. Es gibt keinen Unterschied in Bezug auf das zu berechnende Potenzial, aber die Leute haben schnell gemerkt, dass Pechelektrizität schlägt, Glas mit Elektrizität beißt und der Boden keinen Schaden anrichtet. Daher in voller Übereinstimmung mit der für Null angenommenen Logik. Das ist ein Plus: Die Erde ist riesig, riesige statische und variable Strömungen fließen leicht auf den Planeten. Es ist bewiesen, dass sich die Ladung auf dem Körper im maximalen Abstand gegenseitig zu verteilen versucht. Was entspricht der Oberfläche des Planeten? In diesem Szenario erweist sich die Ladungsdichte als unerheblich, viel weniger als bei jedem elektrifizierten Körper.

Auf der Erde wird das Potenzial mit seltenen Ausnahmen relativ zum Boden gemessen, der Wert wird als elektrische Spannung bezeichnet. Aus dem Kontext wird deutlich, dass die Spannung positiv und negativ ist. Allerdings nicht immer. Bei Stromleitungen wird es manchmal als vorteilhaft angesehen, Stromkreise mit isoliertem Neutralleiter zu verwenden. Dann wird das Potenzial eines Punktes nicht relativ zur Erde betrachtet, es gibt keinen Neutralpunkt. Dies wird in dreiphasigen Schaltungen möglich.

In der lokalen Unterstation ist ein Trenntransformator installiert, dessen sekundärer Neutralleiter geerdet ist, um Verbraucher mit einer Phasenspannung von 220 V und nicht mit einem linearen zu versorgen. Manchmal denken die Leute naiv, dass es sich bei dem Planeten um einen handelt, daher ist kein Neutralleiter erforderlich, der Strom wird immer noch fließen. Sie wird jedoch durch den Boden fließen, erhebliche wirtschaftliche Schäden verursachen und durch die schrittweise Anspannung eine Gefahr für die Menschen darstellen. Der Kupferleiter-Nullpunkt - in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts als wiederverwendbar bezeichnet - hat wenig Widerstand und ist garantiert nicht schädlich.

In Stromkreisen mit isoliertem Neutralleiter wird das Potential nicht relativ zum Massepegel gemessen, und die Spannung wird zwischen zwei Punkten gemessen. Es ist erwähnenswert, dass nach dem Ohmschen Gesetz der durch einen Leiter fließende Strom eine Potentialdifferenz erzeugt. Daher ist es nicht möglich, bei einem Unfall eine Erdschleife durchzuführen. Ein geringer Widerstand kann hier die Ursache für die Bildung einer erheblichen Potenzialdifferenz sein. Und eine Person muss sich an die Gefahr der Berührungsspannung erinnern.

Schaltungen mit isoliertem Neutralleiter werden jedoch auch aus Sicherheitsgründen verwendet. Wenn die Spannung zwischen zwei Punkten der Sekundärwicklung des Trenntransformators erzeugt wird, geht der Strom zur Erde durch die unvorsichtige Person, die den blanken Draht aufnimmt, nicht aus - die Potenzialdifferenz relativ zur Erde ist geringer. Folglich wird der Trenntransformator zu einer Schutzmaßnahme und wird häufig in der Praxis eingesetzt.

Potenzialabfall in einem externen Stromkreis

Ein externer Stromkreis ist ein Bereich außerhalb der Quelle. In der Praxis wird der EMF auf den Sekundärwicklungen eines Drehstromtransformators einer Unterstation erzeugt, der als Quelle gilt. Beginnend mit dem Pin gibt es eine externe Schaltung.

Darauf fällt das Potential von der Phase auf die Neutralspannung ab. Wir sprechen von normalen Verbrauchern. Wenn Strom ins Haus kommt, handelt es sich ausnahmslos um ein Drehstromsystem. Der Neutralleiter ist taubengelagert, um das gewünschte Sicherheitsniveau zu gewährleisten. Wohngebäude garantieren keine gleichmäßige Belastung aller Phasen, Strom fließt durch den Neutralleiter. Wenn die Schaltung zum Schutz verwendet wird, gibt es keine vollständige Sicherheitsgarantie: Der Strompfad kann durch eine Person fließen, die plötzlich den Erdleiter aufnimmt.

Daher müssen zwei Neutralleiter vorgesehen werden: Arbeits- und Schutzleiter. Durch die erste werden die Metallteile des Objekts durch die zweite Erdung auf Null gestellt. Und im Ausland ist es üblich, zwei Zweige in zwei verschiedene Linien zu unterteilen, und in der Russischen Föderation werden sie im Bereich der Bodenschleife zusammengefasst. Der erste ist für zuverlässigen Schutz gedacht, der zweite - für die Fähigkeit, im Bau von dreiphasigen Geräten zu arbeiten( plötzlich nützlich!).Wenn die Industrieanlage nur die Erdung des Gehäuses verlässt, endet sie schlecht für einen Verlierer, der unter das elektrische Potenzial geraten ist.

Folglich ist das westliche System für einphasige Geräte geeignet. Aber aufgrund der Vereinheitlichung des Systems der Russischen Föderation schwieriger. Importierte Geräte passen nicht gut zu den russischen Bedingungen: Die Leistungsfilter sind so ausgelegt, dass sich die Schutzleiter und die funktionierenden Neutralleiter nicht überlappen. Der Grund für das elektrische Potential:

1. Auf dem Schutzleiter steht immer das Potenzial des Bodens - Null.
2. Beim Betrieb ist ein anderer Wert aufgrund des Spannungsabfalls an den Drähten der Stromversorgungsleitung zulässig.

Zum Ausgleich der Differenz werden die Leitungen am Gebäudeeingang zusammengefasst und führen zum Blitzstromkreis. Dass für importierte Geräte keine ideale Lösung wird, erleiden die Stromlieferanten der Unternehmen. Dies ist das bekannte System TN-C-S, das in der Russischen Föderation verwendet wird. Die in der UdSSR gebauten Häuser werden schrittweise umgerüstet.