Napětí
Napětí, také známé jako elektrický tlak, elektrické napětí nebo (elektrický) potenciálový rozdíl, je rozdíl elektrického potenciálu mezi dvěma body. Ve statickém elektrickém poli odpovídá práci potřebné na jednotku náboje k přesunu zkušebního náboje mezi dvěma body. V soustavě SI je odvozenou jednotkou pro napětí volt (V). [1]
Napětí mezi body může být způsobeno hromaděním elektrického náboje (např. kondenzátor) a elektromotorickou silou (např. elektromagnetická indukce v generátoru). [2] [3] V makroskopickém měřítku může být potenciálový rozdíl způsoben elektrochemickými procesy (např. články a baterie), tlakem indukovaným piezoelektrickým jevem a termoelektrickým jevem.
Protože se jedná o rozdíl elektrického potenciálu, je to fyzikální skalární veličina. Voltmetr lze použít k měření napětí mezi dvěma body v systému. Často se jako jeden z bodů používá běžný referenční potenciál, jako je uzemnění systému. Napětí může představovat buď zdroj energie, nebo ztrátu, rozptyl nebo uložení energie.
Vztah k elektrickému poli
Napětí je úzce spojeno s elektrickým polem. Elektrické pole je vektorové pole, které popisuje sílu, kterou elektrický náboj působí na jiný elektrický náboj. Napětí je skalární veličina, která popisuje potenciální energii elektrického náboje v elektrickém poli.
Vztah mezi napětím a elektrickým polem je dán rovnicí:
```
V = -∫Edl
```
kde:
V je napětí (v voltech)
E je elektrické pole (ve voltech na metr)
dl je vektor diferenciálu délky (v metrech)
Jednotky napětí
V soustavě SI je odvozenou jednotkou pro napětí volt (V). Volt je definován jako rozdíl elektrického potenciálu mezi dvěma body, při kterém proud jednoho ampéru vykoná práci jednoho wattu.
Jiné jednotky napětí zahrnují:
Kilovolt (kV): 1000 voltů
Megavolt (MV): 1 000 000 voltů
Gigavolt (GV): 1 000 000 000 voltů
Měření napětí
Napětí se měří pomocí voltmetru. Voltmetr je zařízení, které převádí napětí na hodnotu, která může být zobrazena na stupnici nebo digitálním displeji.
Existují různé typy voltmetrů, včetně:
Analogové voltmetry: Používají k měření napětí pohyblivou cívku nebo jiný mechanický mechanismus.
Digitální voltmetry: Používají k měření napětí analogově-digitální převodník (ADC).
Multimetry: Mohou měřit napětí, proud a odpor.
Použití napětí
Napětí má v elektrotechnice širokou škálu použití, včetně:
Napájení elektrických zařízení: Napětí se používá k napájení elektrických zařízení, jako jsou žárovky, motory a počítače.
Přenos elektrické energie: Napětí se používá k přenosu elektrické energie na velké vzdálenosti.
Elektronické obvody: Napětí se používá v elektronických obvodech k ovládání toku proudu a napájení aktivních součástek.
Senzory: Napětí se používá v senzorech k převodu fyzikálních veličin, jako je teplota a tlak, na elektrické signály.
Bezpečnost napětí
Napětí může být nebezpečné, pokud není správně zacházeno. Vysoké napětí může způsobit elektrický šok, popáleniny a dokonce i smrt. Při práci s vysokým napětím je důležité dodržovat bezpečnostní opatření, jako je nošení ochranných pomůcek a práce v dobře větraném prostoru.