
Elektrické napětí

Elektrické napětí je veličina odpovídající silám, které pohání tok elektřiny (elektrický proud). Jeho značka je U a jednotka volt (V). Napětí můžeme definovat pomocí práce vykonané W zdrojem (elektrickým polem) na přenesení náboje Q náboje. Je to jejich podíl:
U=\frac{W}{Q}.
Příklad: Napětí baterie
Síly v baterii postupně přenesly náboj 10 coulombů skrz žárovku a vykonaly při tom práci 125 joulů. Jaké má baterie napětí?
- Náboj Q je 10 C a práce W je 125 J.
- Můžeme dosadit do U=\frac{W}{Q}.
- U=\frac{125}{10}\,\mathrm V=12{,}5\,\mathrm V
- Napětí baterie je 12,5 V.
Platí tedy také vztahy W=Q\cdot U a Q=\frac{W}{U}.
Příklad: Práce vykonaná zdrojem
Motor pohání 9V baterie. Jakou práci musí vykonat pokud má motorem protéct náboj 200 C?
- Náboj Q je 200 C a napětí U je 9 V.
- Můžeme dosadit do W=Q\cdot U.
- W=200\cdot 9\,\mathrm J=1800\,\mathrm J
- Vykonaná elektrická práce baterie je 1800 joulů.
Jak si můžeme napětí intuitivně představit?
Můžeme si také představovat napětí jako rozdíl hladin vody v přehradě a pod přehradou. Pokud budou hladiny vyrovnané (napětí nula), voda neteče (proud neteče). Čím je rozdíl hladin (napětí) vyšší, tím větší tok vody (větší proud) může způsobit.
Napětí mezi dvěma body v obvodu měříme voltmetrem (popřípadě multimetrem nastaveným na voltmetr), který do obvodu připojujeme paralelně.
Zdroje napětí mají dva póly které určují směr toku proudu – kladný (+) a záporný (−). Tomu říkáme polarizace zdroje. Kolem sebe se setkáme různými zdroji napětí – chemickými (baterie a akumulátory), nebo těmi, kde jej na začátku vytváří z mechanické energie nějaký generátor:
- Voltův článek – historicky první baterie, stejnosměrné napětí
- AA baterie – 1,5 V, stejnosměrné napětí
- akumulátory – dobíjecí varianta „baterie“
- zásuvka doma – 230 V, póly ve zdířkách se vyměňují (střídavé napětí)
- svetr třený o vlasy – 10 000 V, stejnosměrné napětí
- dráty vysokého napětí – např. 22 000 V, polarizace drátu se střídá (střídavé napětí)
Z napětí svetru je také vidět, že velikost napětí, není úplně rozhodující pokud jde o nebezpečnost. Nebezpečné je totiž hlavně, když zdroj dokáže dodávat velký elektrický proud.
Zavřít