Elektrické napětí
Elektrické náboje se pohybují díky napětí. Je to "tlak", který způsobuje pohyb nábojů ve vodiči nebo jiném elektrickém vodiči. Lze si ho představit jako sílu, která náboje tlačí, ale není to síla. Napětí může způsobit pohyb nábojů, a protože pohyb nábojů je proud, může napětí způsobit proud.
Rozdíl elektrického potenciálu je skutečný vědecký termín, ale běžně se nazývá napětí. Neformálně se napětí nebo rozdíl elektrických potenciálů někdy nazývá "rozdíl potenciálů". Napětí se za určitých okolností nazývá také elektromotorická síla (EMF).
Napětí je rozdíl elektrických potenciálů, rozdíl elektrických potenciálů mezi dvěma místy. Jednotkou pro rozdíl elektrických potenciálů neboli napětí je volt. Volt je pojmenován na památku Alessandra Volty. Jeden volt se rovná jednomu joulu na coulomb. Symbol pro jednotku volt se píše s velkým písmenem V jako (9V). Podle pravidel Mezinárodní soustavy jednotek se symbol pro jednotku s názvem odvozeným od vlastního jména osoby píše s velkým písmenem.
Upozorňujeme, že volt a napětí jsou dvě různé věci. Volt je jednotka, kterou něco měříme. Jak elektrický potenciál, tak napětí jsou věci, které měříme, a volt je měrnou jednotkou pro obojí. Symbol pro jednotku volt se píše s písmenem V (9 voltů nebo 9 V). Pokud je napětí použito ve vzorci, může být napsáno kurzívou, například V = 9 V {\displaystyle V=9\,{\text{V}}}. 
nebo napsáno kurzívou. Pokud je k dispozici pouze jednopísmenný symbol, lze použít malé písmeno v, např. napětí = proud × odpor {\displaystyle {\text{napětí}}={\text{proud}}\krát {\text{odpor}}} 
nebo v = ir {\displaystyle {\text{v}}={\text{ir}}}. 
. Elektrotechnici používají pro napětí symbol e {\displaystyle e}
, např. e = i r {\displaystyle e=ir}. 
, aby byl rozdíl mezi napětím a volty zcela jasný.
Z technického hlediska je napětí rozdíl elektrického potenciálu mezi dvěma body a měří se vždy mezi dvěma body, např. mezi kladným a záporným koncem baterie, mezi vodičem a zemí nebo mezi vodičem či bodem obvodu a bodem v jiné části obvodu. Při každodenním používání elektřiny v domácnostech v USA se nejčastěji používá napětí 120 V. Toto napětí se měří od elektrického vodiče k zemi.
Všimněte si, že k přenosu výkonu (energie) je nutné napětí i proud. Například na vodiči může být vysoké napětí, ale pokud není připojen, nic se nestane. Ptáci mohou přistát na vedení vysokého napětí, například 12 kV a 16 kV, aniž by zahynuli, protože proud ptákem neprotéká.
Existují dva typy napětí, stejnosměrné a střídavé. Stejnosměrné napětí (stejnosměrné napětí) má vždy stejnou polaritu (kladnou nebo zápornou), jako například v baterii. Střídavé napětí (napětí střídavého proudu) má střídavě kladnou a zápornou polaritu. Například napětí ze zásuvky mění polaritu 60krát za sekundu (v Americe) nebo 50krát za sekundu (ve Velké Británii a Evropě). Stejnosměrné napětí se obvykle používá v elektronice a střídavé v motorech.
Připojení vysokonapěťového kabelu
Definice
Napětí je změna elektrického potenciálu mezi dvěma místy
nebo změna elektrické potenciální energie na coulomb mezi dvěma místy.
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}} 
Kde V=napětí, EPE=Elektrická potenciální energie, q=náboj, ∆=rozdíl v.
Zemní napětí
Napětí se vždy měří mezi dvěma body, přičemž jeden z nich se často nazývá "zem" nebo nulový bod (0 V). Ve většině elektrických instalací střídavého proudu existuje spojení se zemí. Spojení se skutečnou zemí se provádí prostřednictvím vodovodního potrubí, zemnicí tyče zakopané nebo zaražené do země nebo vhodného kovového vodiče (nikoliv plynového potrubí) zakopaného pod zemí. Toto spojení se provádí v místě vstupu elektrické soustavy do budovy, na každém sloupu, kde je na ulici transformátor (často na elektrickém sloupu), a na dalších místech soustavy. Jako referenční bod pro měření napětí se používá celá planeta Země. V budově je tato zem přivedena ke každému elektrickému zařízení na dvou vodičích. Jeden z nich je "zemnicí vodič" (zelený nebo holý vodič) a používá se jako bezpečnostní uzemnění pro připojení kovových částí zařízení k zemi. Druhý se používá jako jeden z elektrických vodičů v obvodech systému a nazývá se "nulový vodič". Tento vodič, který je na potenciálu země, uzavírá všechny obvody tím, že přenáší proud z jakéhokoli elektrického zařízení zpět do místa vstupu systému do budov a poté do transformátoru obvykle na ulici. Na mnoha místech mimo budovy je zbytečné, aby vodič doplňoval obvody a vedl proud z budov ke generátorům. Zpětnou cestou, která přenáší veškerý proud zpět, je samotná země.
V obvodech stejnosměrného proudu se záporný konec generátoru nebo baterie často nazývá "zem" nebo bod nulového napětí (0 V), přestože může, ale nemusí existovat spojení se zemí. Na jedné desce s plošnými spoji (PCB) může být několik uzemnění, například u citlivých analogových obvodů může tato část obvodu používat "analogovou zem" a digitální část mít " digitální zem".
V elektrických zařízeních může být bodem 0 V kovové šasi, které se nazývá uzemnění šasi, nebo spojení se skutečnou zemí, které se nazývá uzemnění, přičemž každý z těchto bodů má svůj vlastní symbol používaný v elektrických schématech (výkresech obvodů).
Měřící nástroje
Mezi nástroje pro měření napětí patří voltmetr a osciloskop.
Voltmetr měří napětí mezi dvěma body a lze jej nastavit na stejnosměrný nebo střídavý režim. Voltmetr může měřit například stejnosměrné napětí baterie (typicky 1,5 V nebo 9 V) nebo střídavé napětí ze zásuvky na zdi (typicky 120 V).
Pro složitější signály lze použít osciloskop k měření stejnosměrného a/nebo střídavého napětí, například k měření napětí na reproduktoru.
Rozdíl potenciálů
Napětí neboli rozdíl potenciálů z bodu a do bodu b je množství energie v joulech (v důsledku elektrického pole) potřebné k přesunu 1 coulombu kladného náboje z bodu a do bodu b. Záporné napětí mezi body a a b je takové, při kterém je k přesunu záporného náboje z bodu a do bodu b zapotřebí 1 coulomb energie. Pokud je kolem nabitého objektu rovnoměrné elektrické pole, budou záporně nabité objekty přitahovány k vyšším napětím a kladně nabité objekty k nižším napětím. Rozdíl potenciálů/napětí mezi dvěma body je nezávislý na cestě, kterou se dostaneme z bodu a do bodu b. Napětí z bodu a do bodu b + napětí z bodu b do bodu c se tedy vždy bude rovnat napětí z bodu a do bodu c.
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to napětí?
Odpověď: Napětí je rozdíl elektrických potenciálů, rozdíl elektrických potenciálů mezi dvěma místy. Lze si ho představit jako sílu, která nutí náboje v drátu nebo jiném elektrickém vodiči k pohybu.
Otázka: Jaká jednotka se používá k měření napětí?
Odpověď: Jednotkou pro měření napětí je volt. Symbol pro tuto jednotku se píše s velkým písmenem V (9 V).
Otázka: Jak napětí způsobuje proud?
Odpověď: Napětí může způsobit pohyb nábojů, a protože pohybující se náboje vytvářejí proud, může napětí způsobit proud.
Otázka: Kdo byl Alessandro Volta a proč byl po něm pojmenován volt?
Odpověď: Alessandro Volta byl italský fyzik, který v roce 1800 vynalezl první baterii. Volt byl po něm pojmenován na počest jeho přínosu vědě.
Otázka: Jsou volty a napětí dvě různé věci?
Odpověď: Ano, volty jsou jednotky, kterými něco měříme, zatímco napětí označuje to, co pomocí těchto jednotek měříme.
Otázka: Jaké jsou dva druhy napětí?
Odpověď: Existují dva druhy napětí - stejnosměrné (stejnosměrný proud) a střídavé (střídavý proud). Stejnosměrné napětí má vždy stejnou polaritu, zatímco střídavé střídá kladnou a zápornou polaritu.
Otázka: Je možné, aby ptáci přistáli na vedení vysokého napětí, aniž by se jim něco stalo?
Odpověď: Ano, ptáci mohou přistát na vedeních vysokého napětí, jako jsou 12kV a 16kV, aniž by zahynuli, protože aby se jimi mohla přenášet energie (proud), musí být přítomno jak napětí, tak proud - pokud je přítomen pouze jeden prvek, nic se nestane.
