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電壓
電勢(shì)不同產(chǎn)生能量差的物理量
電壓（voltage），也稱(chēng)作電勢(shì)差或電位差，是衡量單位電荷在靜電場(chǎng)中因電勢(shì)不同所產(chǎn)生能量差的物理量。其大小等于單位正電荷因受電場(chǎng)力作用從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)所做的功，電壓的方向規(guī)定為從高電位指向低電位的方向。電壓的概念與水位高低所造成的“水壓”相似。
“電壓”一詞常用于電路中，而“電勢(shì)差”和“電位差”則普遍適用于一切電現(xiàn)象。如果電壓的大小及方向都不隨時(shí)間變化，則稱(chēng)之為穩(wěn)恒電壓或恒定電壓，簡(jiǎn)稱(chēng)為直流電壓，用大寫(xiě)字母U表示。如果電壓的大小及方向隨時(shí)間變化，則稱(chēng)為變動(dòng)電壓。
定義
電荷q在電場(chǎng)中從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)力所做的功
與電荷量q的比值，叫做AB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差（AB兩點(diǎn)間的電勢(shì)之差，也稱(chēng)為電位差），用
表示，則有公式：= /q
電壓
同時(shí)也可以利用電勢(shì)這樣定義： =
-
對(duì)電路分析來(lái)說(shuō)，一種最為重要的變動(dòng)電壓是正弦交流電壓(簡(jiǎn)稱(chēng)交流電壓)，其大小及方向均隨時(shí)間按正弦規(guī)律作周期性變化。交流電壓的瞬時(shí)值要用小寫(xiě)字母u或u(t)表示。在電路中提供電壓的裝置是電源。
單位：
電壓在國(guó)際單位制中的主單位是伏特（V），簡(jiǎn)稱(chēng)伏，用符號(hào)V表示。1伏特等于對(duì)每1庫(kù)侖的電荷做了1焦耳的功，即1V=1J/C。強(qiáng)電壓常用千伏(kV)為單位，弱小電壓的單位可以用毫伏(mV)微伏(μV)。
它們之間的換算關(guān)系是：
1kV=1000V
1V=1000mV
1mV=1000μV
國(guó)家電壓頻率
下表列出了一些國(guó)家或地區(qū)的單相電壓數(shù)值。
國(guó)家或地區(qū) | 電壓（V） | 頻率（Hz） |
澳大利亞 | 240 | 50 |
比利時(shí) | 230 | 50 |
巴西 | 110/220 | 60 |
加拿大 | 120 | 60 |
智利 | 220 | 50 |
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電壓調(diào)試
跨步電壓
通電后，進(jìn)行如下幾項(xiàng)的調(diào)試：
- 電壓可調(diào)
在十字頭輸出端測(cè)量輸出電壓(注意，電壓表極性)。所測(cè)電壓值應(yīng)與面板指示相對(duì)應(yīng)。撥動(dòng)開(kāi)關(guān)S1，輸出電壓值相應(yīng)變化(與面板標(biāo)稱(chēng)值誤差在±10%以?xún)?nèi)為正常)。
按面板上所示開(kāi)關(guān)S2位置，檢查電源輸出電壓的極性能否轉(zhuǎn)換，應(yīng)該與面板所示位置相同。
- 負(fù)載能力
用一支470Ω/2W以上的電位器作負(fù)載，接到直流電壓輸出端，串接萬(wàn)用表500 mA擋。調(diào)節(jié)電位器使輸出電流為額定值150 mA；用連接線替下萬(wàn)用表，測(cè)量此時(shí)輸出電壓(注意換成電壓擋)。所測(cè)各擋電壓下降均應(yīng)小于0.3 V。
- 過(guò)載保護(hù)
將萬(wàn)用表DC 500 mA串連接入電源負(fù)載回路，逐漸減小電位器阻值，面板指示燈A(即原理圖中LEDt)應(yīng)逐漸變亮，電流逐漸增大到一定數(shù)(<500 mA)后不再增大(保護(hù)電路啟動(dòng))。當(dāng)增大阻值后A指示燈熄滅，恢復(fù)正常供電。注意，過(guò)載時(shí)間不可過(guò)長(zhǎng)，以免電位器燒壞。
- 充電檢測(cè)
用萬(wàn)用表DC250 mA(或數(shù)字表200 mA)擋作為充電負(fù)載來(lái)代替電池，LED3～LED5，應(yīng)按面板指示位置相應(yīng)點(diǎn)亮，電流值應(yīng)為60 mA(誤差為±10%)，注意，表筆不可接反，也不得接錯(cuò)位置，否則沒(méi)有電流。
國(guó)際單位制電學(xué)單位：
國(guó)際單位制電學(xué)單位 | |||
基本單位 | |||
單位 | 符號(hào) | 物理量 | 注 |
A | 電流 | ||
導(dǎo)出單位 | |||
單位 | 符號(hào) | 物理量 | 注 |
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記憶口訣
電壓比較器
電壓表，測(cè)電壓，電路符號(hào)圈中V
測(cè)誰(shuí)電壓跟誰(shuí)并(聯(lián))，“+”進(jìn)“-”出勿接反。
通常先畫(huà)連電路，最后添加電壓表。
量程選用3V，0.1伏一小格。
量程選用15V，一小格為0.5(V)。
串聯(lián)電壓之關(guān)系，總壓等于分壓和，U=U1+U2.
并聯(lián)電壓之特點(diǎn)，支壓都等電源壓，U1=U2=U.
3.電阻
導(dǎo)體阻電叫電阻，電阻符號(hào)是R.
電阻單位是歐姆，歐姆符號(hào)Ω。
決定電阻三因素，長(zhǎng)度、材料、橫截面(積)。
不與電壓成正比，電流與它無(wú)關(guān)系。
受到影響是溫度，通常計(jì)算不考慮。
4.變阻器
使用滑動(dòng)變阻器，改誰(shuí)電流跟誰(shuí)串。
一上一下連接線，關(guān)鍵是看連下線。
左連右移電阻變大，右連右移電阻變小。
電位差計(jì)
電位差計(jì)是電磁學(xué)測(cè)量中用來(lái)直接精密測(cè)量電動(dòng)勢(shì)或電位差的主要儀器之一。補(bǔ)償法是電磁測(cè)量的一種基本方法。電位差計(jì)就是利用補(bǔ)償原理來(lái)精確測(cè)量電動(dòng)勢(shì)或電位差的一種精密儀器，補(bǔ)償法的測(cè)量準(zhǔn)確度高。
電位差計(jì)
電位差計(jì)又叫電位計(jì)，它有多種類(lèi)型，其中十一線電位差計(jì)是一種教學(xué)儀器，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、直觀性強(qiáng)，便于學(xué)習(xí)和掌握；而箱式電位差計(jì)是測(cè)量電位差的專(zhuān)用儀器，它使用方便、測(cè)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常用到。
它用途很廣泛，不但可以用來(lái)精確測(cè)量電動(dòng)勢(shì)、電壓，與標(biāo)準(zhǔn)電阻配合還可以精確測(cè)量電流、電阻和功率等，還可以用來(lái)校準(zhǔn)精密電表和直流電橋等直讀式儀表，有些電器儀表廠則用來(lái)來(lái)確定產(chǎn)品的準(zhǔn)確度和定標(biāo)，而且在非電參量(如溫度、壓力、位移和速度等)的電測(cè)法中也占有極其重要的地位。因此在工業(yè)測(cè)量自動(dòng)控制系統(tǒng)的電路中得到普遍的應(yīng)用。
電位差計(jì)主要結(jié)構(gòu)組件有測(cè)量盤(pán)、工作電流調(diào)節(jié)盤(pán)、溫度補(bǔ)償盤(pán)、測(cè)量選擇開(kāi)關(guān)、極性變換開(kāi)關(guān)、量限變換開(kāi)關(guān)、電鍵按鈕、接線端鈕、面板、屏蔽層及外殼等。開(kāi)關(guān)、按鈕、端鈕等是大家所熟悉的。所謂“盤(pán)”實(shí)質(zhì)上是可調(diào)電阻，不過(guò)它呈圓盤(pán)形。可調(diào)電阻分兩類(lèi)，一類(lèi)是滑線式的，是連續(xù)式可調(diào)電阻；另一類(lèi)是步進(jìn)式的，是階梯式可調(diào)電阻。它們做得講究、精密，并且都有分度。如滑線式分度值為滑線全長(zhǎng)的1/10或或1/1000或更小，步進(jìn)式有十位、百位步進(jìn)盤(pán)。
電壓規(guī)律
電壓是推動(dòng)自由電荷定向移動(dòng)形成電流的原因。電流之所以能夠在導(dǎo)線中流動(dòng)，也是因?yàn)樵陔娏髦杏兄唠妱?shì)和低電勢(shì)之間的差別。這種差別叫電勢(shì)差，也叫電壓。換句話說(shuō)。在電路中，任意兩點(diǎn)之間的電位差稱(chēng)為這兩點(diǎn)的電壓。通常用字母U代表電壓。
電源是給用電器兩端提供電壓或電能的裝置。電壓的大小可以用電壓表（符號(hào)：V）測(cè)量。
串聯(lián)電路電壓規(guī)律：串聯(lián)電路兩端總電壓等于各部分電路兩端電壓和。
公式：ΣU=U1+U2
并聯(lián)電路電壓規(guī)律：并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等，且等于電源電壓。
公式：ΣU=U1=U2
串聯(lián)電壓之關(guān)系，總壓等于分壓和，U=U1+U2
并聯(lián)電壓之特點(diǎn)，支壓都等于電源壓，U=U1=U2
分類(lèi)
按大小分
其中安全電壓指人體較長(zhǎng)時(shí)間接觸而不致發(fā)生觸電危險(xiǎn)的電壓。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB3805-83》安全電壓規(guī)定了為防止觸電事故而采用的，由特定電源供電的的電壓系列。我國(guó)對(duì)工頻安全電壓規(guī)定了以下五個(gè)等級(jí)，即42V、36V、24V、12V和6V。
按功能分
1.阻抗電壓
英文名稱(chēng)：impedance voltage [at rated current]
名詞定義：雙繞組變壓器中一個(gè)繞組短路，以額定頻率的電壓施加于另一個(gè)繞組上，并使其中流過(guò)額定電流時(shí)的施加電壓值。對(duì)多繞組變壓器，除試驗(yàn)的一對(duì)繞組外，其余繞組開(kāi)路，并使其中流過(guò)與該對(duì)繞組中的額定容量較小的繞組相對(duì)應(yīng)的額定電流時(shí)的施加電壓值。各對(duì)繞組的阻抗電壓是指相應(yīng)的參考溫度下的數(shù)值且用施加電壓繞組的額定電壓值的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。
阻抗電壓計(jì)算方法：當(dāng)變壓器二次繞組短路（穩(wěn)態(tài)），一次繞組流通額定電流而施加的電壓稱(chēng)阻抗電壓Uz。通常Uz以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示，即uz= ( Uz/U1n)×100% 匝電勢(shì)：u=4.44×f×B×At,V 其中：B—鐵心中的磁密，T At—鐵心有效截面積，平方米可以轉(zhuǎn)化為變壓器設(shè)計(jì)計(jì)算常用的公式：
當(dāng)f=50Hz時(shí)：u=B×At/450×10,V
當(dāng)f=60Hz時(shí)：u=B×At/375×10,V
如果已知道相電壓和匝數(shù)，匝電勢(shì)等于相電壓除以匝數(shù)。
2.醫(yī)學(xué)電壓：
心電圖所稱(chēng)的電壓，是指心電圖紙上兩條橫線之間的距離。常用來(lái)測(cè)定心電圖的波幅。單位通常用mm或mV來(lái)表示。電壓的數(shù)值與*定準(zhǔn)電壓的調(diào)節(jié)有關(guān)。若輸入1mV的標(biāo)準(zhǔn)電壓使基線上移10mm，則兩條細(xì)橫線之間的距離是1mm，電壓為0.1mV。測(cè)量心電圖的波幅時(shí)，電壓定準(zhǔn)方有意義。
常見(jiàn)值
電視信號(hào)在天線上感應(yīng)的電壓約0.1mV
維持人體生物電流的電壓約1.2mV
手持移動(dòng)電話的電池兩極間的電壓3.7V
對(duì)人體安全的電壓一般不高于36V
家庭電路的電壓220V
動(dòng)力電路電壓380V
無(wú)軌電車(chē)電源的電壓550~600V
列車(chē)上方電網(wǎng)電壓25000V
發(fā)生閃電的云層間電壓可達(dá)1000kV
參考資料
[1]
什么是電壓？電壓計(jì)算公式和單位換算及電位差概念講解_電工學(xué)網(wǎng) · 電工學(xué)網(wǎng)[引用日期2021-08-18]
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作者
