Potencjał elektryczny

Potencjał elektryczny jest skalarną wielkością fizyczną charakteryzującą siłę pola. Parametr wyraża również napięcie elektryczne.

Fizyczne znaczenie pola elektrycznego

Naukowcy od dawna zastanawiają się nad substancjami pól elektrycznych i magnetycznych, ale jak dotąd jest to dla nich zagadką, jak grawitacja.istnienie nie jest kwestionowane, ale istota jest niejasna. Ludzie nie znali tajemnicy elektryczności na długo przed naszą erą i nie starali się jej odkrywać.

Główne osiągnięcia w badaniu elektryczności miały miejsce przynajmniej 20 lat wcześniej niż w rzeczywistości. Przed Oersted, Giovanni Domenico Romanozi w 1802 roku zauważył wpływ drutu z prądem na igłę magnetyczną.Potwierdzają to oficjalne dane publikacji, a faktyczne zdarzenie mogło mieć miejsce wcześniej. Zasługą Oersteda jest tylko skupienie uwagi opinii publicznej na obserwowanym fakcie.

Podobne przykłady ciemności. Czasami naukowcy, niezależnie od siebie, dokonywali odkryć, wynalazków. Zdarzały się przypadki, gdy mąż nauki uważał, że jego wynalazki nie są nowe. Potem był zaskoczony, kiedy okazało się, że autorstwo należy teraz do nieznajomego, chociaż jego własne odkrycie nastąpiło wcześniej. Cisza gwarantowała przejście udziału sławy w opisywanym wydarzeniu. Stało się to w XIX wieku - naukowcy nieustannie współpracowali, dyskutowali o czymś, czasami trudno było znaleźć cele. Na przykład Faraday obwiniał o plagiat w konstrukcji pierwszego silnika ludzkiego, a Wikipedia przypisała mu autorstwo induktora wynalezionego przez Laplace'a, za co Michael nie twierdził.Jednakże, jeśli chodzi o sprawy pól, naukowcy utrzymują zjednoczone milczenie. Jedynym wyjątkiem był Nikola Tesla, który twierdził, że wszystko we Wszechświecie składa się z oscylacji harmonicznych.

Tak więc naukowcy nie wiedzą nic o tej dziedzinie, a potencjał elektryczny jest charakterystyczny dla tej dziedziny. Nikt nie widział tej substancji, nie byli w stanie zarejestrować się przez długi czas i są dziś prawie nieobecni! Nie wierzcie w to - spróbujcie wyobrazić sobie falę elektromagnetyczną:

1. Wiadomo, że oscylacja jest superpozycją pól elektrycznych i magnetycznych, zmieniających się w czasie.
2. Wektor natężenia pola magnetycznego jest prostopadły do ​​wektora elektrycznego, połączony przez stałą średnią( pewną wielkość fizyczną).
3. Z wyglądu są to dwie prostopadłe fale. .. przestań!Co to jest fala?

Tak wygląda współczesna fizyka. Nikt nie wie dokładnie, jak wygląda pole, oscylacja, fala, jak ją narysować.Jest tylko jasne: zdjęcia z podręcznika słabo opisują, co się dzieje. Sprawa jest pogarszana przez niezdolność osoby do widzenia i odczuwania promieniowania elektromagnetycznego. Oscylacja nie wygląda sinusoidalnie, jest rozpatrywana dla jednego punktu, linii, przodu itd. Jest raczej zagęszczeniem i rozciąganiem eteru, czymś przypominającym trójwymiarową nieopisaną postać.

Długie wprowadzenie pokazuje, jak nieodkryte jest to, czego używa się w życiu codziennym. I czasami stanowi prawdziwe zagrożenie dla ludzi. Na przykład udowodniono, że promieniowanie mikrofalówki stopniowo "psuje" żywność.Osoba, która regularnie je z kuchenki mikrofalowej, ryzykuje, że dostanie do swojej dyspozycji obszerną listę dolegliwości. Przede wszystkim - choroby krwi. Niebezpieczne dla ludzi i częstotliwość sieci 50 Hz.

Charakterystyka pola elektrycznego

Mężczyzna szybko zorientował się, że istnieje pole elektryczne, już w XVIII wieku - lub wcześniej - jego obraz został pomalowany trocinami. Ludzie widzieli linie wyłaniające się z biegunów. Analogicznie zaczęto próbować przedstawić pole elektryczne. Na przykład Charles Coulomb pod koniec XVIII wieku odkrył prawo przyciągania i odpychania zarzutów. Pisząc tę ​​formułę, zdałem sobie sprawę, że linie ekwipotencjalne siły interakcji koncentrycznie rozchodzą się wokół punktu skupienia elektryczności, a trajektorie ruchu są proste.

Tak powstało pierwsze zdjęcie pola elektrycznego. Przypomina obraz tego, jak naukowcy reprezentowali magnetyczny, ale z gigantyczną różnicą: w naturze były ładunki obu znaków. Linie napięcia idą w nieskończoność( teoretycznie oczywiście się skończą).A ładunki magnetyczne nie znajdują się jeden po drugim, ich linie są zawsze zamknięte w widzialnym obszarze przestrzeni.

Dla reszty, było wiele wspólnego, na przykład, ładunki tego samego znaku odpychają się nawzajem i przyciągają się nawzajem. Dotyczy to magnesów i elektryczności. Hilbert zauważył, że magnetyzm jest silną substancją, która jest trudna do ekranowania lub niszczenia, a energia elektryczna jest łatwo niszczona przez wilgoć i inne substancje. Dodał Coulomba do beczki, która za Benjaminem Franklinem przypisała elektronom ładunek ujemny. Chociaż chodziło o ilość płynu. Nadmiar elektronów należy nazwać pozytywnymi.

W rezultacie linie natężenia pola są ułożone w kierunku przeciwnym do prawidłowego. Potencjał nie rośnie. .. Główne cechy pola elektrycznego to: Naprężenie

1. - pokazuje, jaka siła działa na dodatni ładunek jednostkowy w danym punkcie z pola. Potencjał
2. - pokazuje, jaką pracę może poświęcić pole, aby przenieść pojedynczy dodatni ładunek testowy do nieskończenie odległego punktu.
3. Napięcie - różnica potencjałów pomiędzy dwoma punktami. Napięcie jest określane wyłącznie na pewnym poziomie.

Najbardziej prawdopodobne pochodzenie terminów z języka łacińskiego. Napięcie zostało wykorzystane, prawdopodobnie, przez Alessandro Volta, a potencjał nazywa się nazwą typu pola, który charakteryzuje się określoną wartością: praca nad przenoszeniem ładunku nie zależy od trajektorii jest równa różnicy potencjałów punktu początkowego i końcowego. W związku z tym na zamkniętej trajektorii wynosi zero.

Zerowy potencjał i potencjał pola

Pole elektryczne jest uważane za potencjalne, co oznacza, że ​​praca przemieszczania ładunku w nim nie zależy od trajektorii i jest określana wyłącznie przez potencjał.Potencjał jest powszechną koncepcją fizyczną, często używaną.Na przykład dla pola grawitacyjnego Ziemi, którego pochodzenie jest wciąż niewytłumaczalne. Wiadomo, że masy są przyciągane przez prawo, przypominające te, które czerpie z Charles Coulomb.

W polu elektrycznym glob staje się punktem wyjścia. Nie ma żadnej różnicy co do tego, jak obliczyć potencjał, ale ludzie szybko zdali sobie sprawę, że energia uderzenia bije, kawałki szkła z elektrycznością, a ziemia nie powoduje szkód. Dlatego w pełnej zgodności z logiką przyjętą dla zera. Jest to plus: Ziemia jest ogromna, gigantyczne prądy, statyczne i zmienne, łatwo przepływają na planetę.Udowodniono, że na ciele ładunek stara się rozdzielać wzajemnie na maksymalnej odległości. Co odpowiada powierzchni planety. W tym scenariuszu gęstość ładunku okazuje się nieistotna, znacznie mniej niż na jakimkolwiek naelektryzowanym ciele.

Na Ziemi potencjał z nielicznymi wyjątkami jest mierzony względem ziemi, a wartość nazywana jest napięciem elektrycznym. Z kontekstu staje się jasne, że napięcie jest dodatnie i ujemne. Jednak nie zawsze. W przypadku linii elektroenergetycznych czasami korzystne jest stosowanie obwodów z izolowanym przewodem zerowym. Wtedy potencjał dowolnego punktu nie jest rozpatrywany względem Ziemi, nie ma neutralnego. Stanie się to możliwe w obwodach trójfazowych.

Transformator separacyjny jest zainstalowany w lokalnej podstacji, której uzwojenie wtórne jest uziemione w celu dostarczenia odbiornikom napięcia fazowego 220 V, a nie liniowego. Czasami ludzie naiwnie myślą, że planeta jest jedna, dlatego neutralny nie jest potrzebny, prąd nadal płynie. Przepłynie ona jednak przez ziemię, powodując znaczne szkody gospodarcze i stwarzając zagrożenie dla ludzi poprzez stopniowe napięcie. Miedziany przewód zerowy zwany zwrotnym w pierwszej połowie XIX wieku - ma niewielki opór i gwarantuje, że nie spowoduje szkód.

W obwodach z izolowanym punktem zerowym potencjał nie jest mierzony względem poziomu gruntu, a napięcie mierzone jest pomiędzy dwoma punktami. Warto wspomnieć, że zgodnie z prawem Ohma prąd płynący przez przewodnik wytwarza potencjalną różnicę.Dlatego nie można wykonać pętli uziemienia podczas wypadku. Niska rezystancja może być tutaj przyczyną powstawania znacznej różnicy potencjałów. I osoba musi pamiętać o niebezpieczeństwie napięcia dotyku.

Jednak obwody z izolowanym przewodem neutralnym są również wykorzystywane do celów bezpieczeństwa. Jeżeli napięcie powstaje pomiędzy dwoma punktami uzwojenia wtórnego transformatora izolacyjnego, prąd do ziemi przez nieostrożną osobę, która pobiera gołą linę, nie przejdzie - różnica potencjału względem ziemi jest mniejsza. W konsekwencji transformator izolacyjny staje się miarą ochrony i jest często stosowany w praktyce.

Potencjalne obniżenie zewnętrznego obwodu elektrycznego

Zewnętrzny obwód elektryczny to obszar znajdujący się poza źródłem. W praktyce EMF jest wytwarzany na uzwojeniach wtórnych transformatora trójfazowego podstacji, uważanego za źródło. Zaczynając od pinów, istnieje obwód zewnętrzny.

Na tym potencjale spada z napięcia fazowego do neutralnego. Mówimy o zwykłych konsumentach. Kiedy do domu dociera prąd, jest to zawsze trójfazowy system prądowy. Neutralnie jest uziemiony, aby zapewnić pożądany poziom bezpieczeństwa. Budynek mieszkalny nie gwarantuje równomiernego obciążenia wszystkich faz, prąd przepływa przez przewód neutralny. Jeśli obwód jest używany do ochrony, nie ma pełnej gwarancji bezpieczeństwa: obecna ścieżka może przepłynąć przez osobę, która nagle bierze przewód uziemiający.

Dlatego konieczne jest zapewnienie dwóch neutralnych przewodów: roboczych i ochronnych. Przez pierwsze, metalowe części obiektu zostają wyzerowane, poprzez drugie uziemienie. A także za granicą, powszechne jest dzielenie dwóch oddziałów na dwie różne linie, aw Federacji Rosyjskiej są one łączone w obszarze pętli uziemienia. Pierwszy jest przeznaczony do niezawodnej ochrony, drugi - do zdolności do pracy w budownictwie trójfazowym( nagle przyda się!).Jeśli instalacja przemysłowa pozostawi tylko uziemienie obudowy, zakończy się ona poważnie dla przegranego, który spadł pod potencjałem elektrycznym.

W związku z tym system zachodni jest dobry dla urządzeń jednofazowych. Ale ze względu na zjednoczenie systemu Federacji Rosyjskiej trudniejsze. Importowane wyposażenie nie pasuje do warunków rosyjskich: filtry mocy są zaprojektowane tak, aby ochronne i robocze przewody neutralne nie zachodziły na siebie. Przyczyna potencjału elektrycznego:

1. Na przewodzie ochronnym zawsze występuje potencjał gruntu - zero.
2. Przy pracy dopuszczalna jest inna wartość ze względu na spadek napięcia na przewodach linii zasilającej.

Aby wyrównać różnicę, linie przy wejściu do budynku są połączone i prowadzą do obwodu pioruna. To, że w przypadku importowanego sprzętu nie jest idealnym rozwiązaniem, firmy-dostawcy energii elektrycznej ponoszą straty. Jest to dobrze znany system TN-C-S, stosowany w Federacji Rosyjskiej. Domy budowane w ZSRR są stopniowo ponownie wyposażane.