Was ist Elektrische Spannung?

Wie wir bereits gelernt haben, ist elektrischer Strom die Bewegung von Elektronen von einem Punkt zum anderen. Diese Bewegung kann nicht ohne Energieübertragung stattfinden. Wir brauchen etwas, um die Elektronen zu bewegen. Diese Energieübertragung kennen wir als elektrische Spannung.

Definition der Elektrischen Spannung

Elektrische Spannung wird auch als elektromotorische Kraft (EMK) oder Potentialdifferenz bezeichnet und stellt auch die Batterieabdeckung dar.

Wir werden häufig auf eine Spannende Variable V stoßen, gefolgt von zwei Zahlen oder zwei Buchstaben, wie z. B. Vab oder V12.

Die Spannung Vab stellt die Spannung zwischen Punkt a und b dar, um eine Ladungseinheit von a nach b zu bewegen. Dies ist elektrische Energie oder Arbeit und kann mit einer mathematischen Gleichung berechnet werden:

Dabei gilt:

w = Arbeit (Joule = J)

q = Ladung (Coulomb = C)

Die Spannung wird in Volt (V) gemessen. Volt selbst kann als Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten im selben Stromkreis durch 1 Joule Energie pro Coulomb (C) Ladung dargestellt werden, die durch einen Stromkreis fließt.

1 Volt entspricht 1 Joule/Coulomb oder 1 Newton Meter/Coulomb

Daher,

Spannung oder Potentialdifferenz ist die erforderliche Energie, um eine Ladungseinheit durch ein Element zu bewegen, gemessen in Volt (V).

Beachten Sie die Abbildung einer Potentialdifferenz unten.

Die Spannung über einem Element, das an die Punkte a und b angeschlossen ist.

Die Symbole für positiv (+) und negativ (-) stellen die Stromflussrichtung bzw. Spannungspolarität dar.

Wie wir Vab interpretieren, kann unterschiedlich sein, aber üblicherweise gibt es zwei Interpretationen:

1. Punkt a hat höheres Potenzial als Punkt b
2. Potenzial an Punkt a in Bezug auf Punkt b ist Vab

Daher,

Zur Vereinfachung können wir uns die folgende Abbildung ansehen, die die Spannung über einem Widerstand zeigt.

Diese beiden Darstellungen haben die gleiche Spannung von 9 V, jedoch basierend auf den Polaritäts Symbolen eine unterschiedliche Polarität.

• Abbildung A, Punkt a hat mit +9 V ein höheres Potenzial als Punkt b.
• Abbildung B, Punkt b hat mit -9 V ein höheres Potenzial als Punkt a.

Als Fazit können wir festhalten:

• Abbildung A: Von a nach b gibt es einen Spannungsabfall von 9 V.
• Abbildung B: Von b nach a gibt es einen Spannungsanstieg von 9 V.

Spannungsabfall ist der Spannungsabfall, der in einem Stromkreis auftritt, wenn Strom durch einen Leiter oder ein Element fließt.

Wenn wir alle Definitionen, die wir kürzlich gelernt haben, zusammenfassen, können wir in der folgenden Abbildung alles über elektrische Spannung zusammenfassen:

Wenn das „Niveau“ von A und B gleich ist, findet keine Bewegung statt.

Wenn der „Pegel“ von A höher ist als von B, fließt das „Wasser“.

Genau wie ein elektrischer Strom kann auch eine elektrische Spannung einen konstanten Wert als Gleichspannung (V) und einen dynamischen Wert als Wechselspannung (V) haben.

Die Beziehung zwischen elektrischer Spannung und elektrischem Strom kann zur Berechnung der elektrischen Leistung verwendet werden.

Spannungsdefinition in der Elektrik

Spannung oder Potentialdifferenz ist die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten. In einem statischen elektrischen Feld entspricht sie der Arbeit, die pro Ladungseinheit benötigt wird, um eine positive Ladung vom ersten zum zweiten Punkt zu bewegen.

Spannung ist eine gewisse elektrische Kraft, die negative elektrische Ladungen (Elektronen) oder Strom durch einen Stromkreis über viele Schaltungselemente bewegt. Diese elektrische Energie kann von unseren Komponenten absorbiert werden, um verschiedene Energieformen zu erzeugen.

Wie oben erwähnt, ist elektrische Spannung auch als elektromotorische Kraft (EMK) bekannt, die Elektronen durch Schaltungselemente bewegt.

Die Beziehung zwischen Spannung und Strom lässt sich leicht mit dem Ohmschen Gesetz berechnen.

Beobachten Sie den einfachen Stromkreis unten.

Aus unserer Untersuchung des elektrischen Stroms geht hervor, dass sich die Elektronen in Wirklichkeit vom negativen zum positiven Pol bzw. zur positiven Polarität bewegen. Aus Gründen der weltweit vereinbarten Konvention wird der Stromfluss durch den positiven Ladungsfluss (roter Pfeil) und nicht durch den Elektronenfluss (schwarzer Pfeil) bestimmt.

Ausgehend von der obigen Abbildung werden einige Arbeiten ausgeführt:

1. Da die Spannungsquelle eine Batterie ist, handelt es sich um einen Gleichstromkreis. Sobald der Schalter geschlossen ist, beginnt der elektrische Strom vom Pluspol zum Minuspol durch den Stromkreis zu fließen.
2. Da es sich nun um einen geschlossenen Stromkreis handelt, erzeugt die Spannung eine elektromotorische Kraft, die die Elektronen vom Minuspol zum Pluspol durch den Stromkreis drückt.
3. Sobald elektrischer Strom durch die Lampe fließt, wird diese eingeschaltet und zum Leuchten gebracht.
4. Der Strom fließt zurück zum Pluspol der Spannungsquelle.

Mit ein paar Tricks können wir eine blinkende LED-Schaltung herstellen.

Wenn wir über elektrischen Strom sprechen, ist die Stromrichtung natürlich entgegengesetzt zu den Elektronen.

Wie oben erwähnt, gibt es zwei Arten von Elektrizität: Gleichspannung und Wechselspannung.

Die Gleichspannung hat im Laufe der Zeit einen konstanten Wert, während die Wechselspannung im Laufe der Zeit einen schwankenden Wert hat. Egal, ob es sich um Wechsel- oder Gleichspannung handelt, das Messwerkzeug ist das Voltmeter.

Um die Spannung mit einem Voltmeter zu messen, verbinden wir einfach die positiven und negativen Prüfleitungen oder Sonden mit Knoten in einem Stromkreis oder Leitungen einer Komponente. Denken Sie daran, aus Sicherheitsgründen eine höhere Spannungsskala zu verwenden.

Häufig gestellte Fragen