Električna napetost
Električni naboji se premikajo zaradi napetosti. Je "potisk", ki povzroči, da se naboji premikajo v žici ali drugem električnem vodniku. Lahko si jo predstavljamo kot silo, ki potiska naboje, vendar to ni sila. Napetost lahko povzroči premikanje nabojev, in ker je premikanje nabojev tok, lahko napetost povzroči tok.
Električna potencialna razlika je pravi znanstveni izraz, vendar se običajno imenuje napetost. Neformalno se napetost ali razlika električnih potencialov včasih imenuje "potencialna razlika". Napetost se v določenih okoliščinah imenuje tudi elektromotorična sila (EMF).
Napetost je razlika električnih potencialov, razlika električnih potencialov med dvema krajema. Enota za razliko električnih potencialov ali napetost je volt. Volt je poimenovan v spomin na Alessandra Volto. En volt je enak enemu joulu na coulomb. Simbol za enoto volt se zapiše z veliko črko V, kot v (9V). V skladu s pravili mednarodnega sistema enot se simbol za enoto z imenom, ki izhaja iz lastnega imena osebe, piše z veliko začetnico.
Upoštevajte, da sta volt in napetost dve različni vrednosti. Volt je enota, s katero nekaj merimo. Tako električni potencial kot napetost sta stvari, ki jih merimo, volt pa je enota za merjenje obeh. Simbol za enoto volt je zapisan z V (9 voltov ali 9 V). Kadar je napetost uporabljena v formuli, jo lahko napišemo poševno, npr. V = 9 V {\displaystyle V=9\,{\text{V}}} 
ali pa je zapisana v kurzivi. Če je na voljo samo en črkovni simbol, se lahko uporabi mala črka v, npr. napetost = tok × upornost {\displaystyle {\text{napetost}}={\text{tok}}}krat {\text{odpornost}}} 
ali v = ir {\displaystyle {\text{v}}={\text{ir}}} 
. Elektrotehniki uporabljajo simbol e {\displaystyle e}
za napetost, npr. e = i r {\displaystyle e=ir}. 
, da je razlika med napetostjo in volti zelo jasna.
Tehnično je napetost razlika električnega potenciala med dvema točkama in se vedno meri med dvema točkama, npr. med pozitivnim in negativnim koncem baterije, med žico in zemljo ali med žico ali točko vezja in točko v drugem delu vezja. Pri vsakdanji uporabi električne energije v gospodinjstvu v ZDA je napetost najpogosteje 120 V. Ta napetost se meri od električne žice do tal.
Upoštevajte, da morata za prenos moči (energije) obstajati napetost in tok. Na primer, na žici je lahko visoka napetost, vendar se brez povezave ne bo zgodilo nič. Ptice lahko pristanejo na visokonapetostnih vodih, kot sta 12 kV in 16 kV, ne da bi umrle, saj tok ne teče skozi ptico.
Poznamo dve vrsti napetosti, enosmerno in izmenično napetost. Enosmerna napetost (enosmerni tok) ima vedno enako polariteto (pozitivno ali negativno), kot na primer v bateriji. Pri izmenični napetosti (izmenični tok) se izmenično spreminjata pozitivna in negativna polariteta. Napetost iz stenske vtičnice na primer spremeni polariteto 60-krat na sekundo (v Ameriki) ali 50-krat na sekundo (v Združenem kraljestvu in Evropi). Enosmerna napetost se običajno uporablja za elektroniko, izmenična pa za motorje.
Priključitev visokonapetostnega kabla
Opredelitev
Napetost je sprememba električnega potenciala med dvema krajema
ali sprememba električne potencialne energije na coulomb med dvema krajema.
V = Δ ( E P E / q ) = ( E P E / q ) 2 - ( E P E / q ) 1 {\displaystyle V=\Delta (EPE/q)=(EPE/q)_{2}-(EPE/q)_{1}} 
Kjer V=napetost, EPE=električna potencialna energija, q=naboj, ∆=razlika v.
Napetost tal
Napetost vedno merimo med dvema točkama, pri čemer eno od njiju pogosto imenujemo "zemlja" ali točka nič voltov (0V). V večini električnih napeljav za izmenični tok je povezava z zemljo. Povezava s pravo zemljo je izvedena prek vodovodne cevi, ozemljitvene palice, zakopane ali zabite v zemljo, ali primernega kovinskega vodnika (ne plinske cevi), zakopanega pod zemljo. Ta povezava je narejena na mestu vstopa električnega sistema v stavbo, na vsakem drogu, kjer je transformator na ulici (pogosto na električnem drogu), in na drugih mestih v sistemu. Kot referenčna točka za merjenje napetosti se uporablja celoten planet Zemlja. V stavbi je ta zemlja speljana do vsake električne naprave po dveh žicah. Eden je "ozemljitveni vodnik" (zelena ali gola žica) in se uporablja kot varnostna ozemljitev za povezavo kovinskih delov opreme z zemljo. Drugi se uporablja kot eden od električnih vodnikov v tokokrogih sistema in se imenuje "nevtralni vodnik". Ta žica, ki je na potencialu zemlje, zaključuje vse tokokroge tako, da prenaša tok iz katere koli električne opreme nazaj do vstopne točke sistema v stavbah in nato do transformatorja, ki je običajno na ulici. Na številnih mestih zunaj stavb ni treba imeti žice, ki zaključuje tokokroge in prenaša tok iz stavb do generatorjev. Povratna pot, ki prenaša ves tok nazaj, je zemlja.
V enosmernih tokokrogih se negativni konec generatorja ali baterije pogosto imenuje "zemlja" ali točka nič voltov (0V), čeprav je povezava z zemljo lahko ali pa tudi ne. Na isti plošči tiskanega vezja (PCB) je lahko več ozemljitev, na primer pri občutljivih analognih vezjih lahko ta del vezja uporablja "analogno ozemljitev", digitalni del pa ima "digitalno ozemljitev".
V električni opremi je lahko točka 0 voltov kovinsko ohišje, ki se imenuje ozemljitev ohišja, ali povezava z dejansko zemljo, ki se imenuje ozemljitev, vsaka s svojim simbolom, ki se uporablja na električnih shematskih risbah (risbe vezij).
Merilna orodja
Nekatera orodja za merjenje napetosti so voltmeter in osciloskop.
Voltmeter meri napetost med dvema točkama in ga lahko nastavite na enosmerni ali izmenični način. Voltmeter lahko na primer meri enosmerno napetost baterije (običajno 1,5 V ali 9 V) ali izmenično napetost iz vtičnice na steni (običajno 120 V).
Pri bolj zapletenih signalih lahko z osciloskopom izmerite enosmerno in/ali izmenično napetost, na primer za merjenje napetosti na zvočniku.
Potencialna razlika
Napetost ali potencialna razlika med točkama a in b je količina energije v joulih (kot posledica električnega polja), ki je potrebna za premik 1 coulomba pozitivnega naboja iz točke a v točko b. Negativna napetost med točkama a in b je napetost, pri kateri je potreben 1 coulomb energije za premik negativnega naboja iz točke a v točko b. Če je okoli nabitega objekta enakomerno električno polje, bodo negativno nabiti objekti potegnjeni proti višjim napetostim, pozitivno nabiti objekti pa proti nižjim napetostim. Potencialna razlika/napetost med dvema točkama je neodvisna od poti iz točke a v točko b. Tako je napetost iz točke a v točko b + napetost iz točke b v točko c vedno enaka napetosti iz točke a v točko c.
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je napetost?
O: Napetost je električna potencialna razlika, razlika v električnem potencialu med dvema krajema. Lahko si jo predstavljamo kot silo, ki sili naboje, da se premikajo v žici ali drugem električnem vodniku.
V: Katera enota se uporablja za merjenje napetosti?
O: Enota za merjenje napetosti je volt. Simbol za to enoto je zapisan z veliko črko V (9V).
V: Kako napetost povzroča tok?
O: Napetost lahko povzroči premikanje nabojev, in ker premikanje nabojev povzroča tok, lahko napetost povzroči tok.
V: Kdo je bil Alessandro Volta in zakaj je volt dobil ime po njem?
O: Alessandro Volta je bil italijanski fizik, ki je leta 1800 izumil prvo baterijo. Volt je bil po njem poimenovan kot priznanje za njegov prispevek k znanosti.
V: Ali sta volt in napetost dve različni stvari?
O: Da, volti so enote, s katerimi nekaj merimo, medtem ko se napetost nanaša na to, kaj merimo s temi enotami.
V: Kakšni sta dve vrsti napetosti?
O: Obstajata dve vrsti napetosti: enosmerni (enosmerni tok) in izmenični (izmenični tok). Enosmerni tok ima vedno enako polariteto, medtem ko izmenični tok izmenično spreminja pozitivno in negativno polariteto.
V: Ali lahko ptice pristanejo na visokonapetostnih vodih, ne da bi se poškodovale?
O: Da, ptice lahko pristanejo na visokonapetostnih vodih, kot sta 12 kV in 16 kV, ne da bi se poškodovale, saj morata biti prisotna tako napetost kot tok, da se moč (energija) prenaša po njih - če je prisoten samo en element, se ne zgodi nič.
