Обновлено:

Единица измерения напряжения

Единица измерения электрического напряжения в Международной системе единиц (СИ) – вольт, обозначается В (латинская буква V). Один вольт равен напряжению, при котором для перемещения заряда в 1 кулон совершается работа в 1 джоуль.

Что такое электрическое напряжение

Напряжение (разность потенциалов) – это физическая величина, характеризующая работу электрического поля по перемещению заряда между двумя точками цепи. Чем выше напряжение, тем больше энергии получает каждый кулон заряда, проходя через участок цепи.

Представьте водопад: высота падения воды – аналог напряжения, а количество воды – аналог тока. Чем выше водопад, тем больше энергии он способен выдать.

Вольт – основная единица напряжения

Формула для расчёта напряжения:

U = A / Q

где U – напряжение (В), A – работа (Дж), Q – заряд (Кл).

Из определения: 1 В = 1 Дж / 1 Кл.

Через другие электрические величины вольт выражается так:

СоотношениеФормулаПояснение
Через мощность и ток1 В = 1 Вт / 1 АИз формулы мощности P = U × I
Через сопротивление и ток1 В = 1 Ом × 1 АИз закона Ома: U = I × R
Через энергию и заряд1 В = 1 Дж / 1 КлИз определения

История названия

Единица названа в честь итальянского физика Алессандро Вольты (1745–1827). В 1800 году он изобрёл первый в мире источник постоянного тока – «вольтов столб», состоящий из чередующихся цинковых и медных кружков, разделённых картоном, пропитанным кислотой. Это изобретение открыло эпоху практического применения электричества.

Термин «вольт» официально утвердили на II Международном электрическом конгрессе в Париже в 1881 году.

Кратные и дольные единицы напряжения

На практике используются производные единицы – кратные и дольные:

НазваниеОбозначениеСколько вольт
милливольтмВ0,001 В (10⁻³)
микровольтмкВ0,000001 В (10⁻⁶)
нановольтнВ10⁻⁹ В
киловольткВ1000 В (10³)
мегавольтМВ1 000 000 В (10⁶)
гигавольтГВ10⁹ В
Калькулятор напряжения
Перевод единиц напряжения

Для перевода между единицами используйте калькулятор выше. Логика проста: кратные единицы увеличивают значение в соответствующее число раз, дольные – уменьшают. Например, 1 кВ = 1000 В, а 1 мВ = 0,001 В.

Типичные значения напряжения в жизни

Источник / объектНапряжение
Потенциал действия нервной клетки0,07 В (70 мВ)
Пальчиковая батарейка (АА)1,5 В
USB-порт5 В
Автомобильный аккумулятор12 В
Безопасное напряжение (сухое помещение)36 В
Безопасное напряжение (влажное помещение)12 В
Бытовая электросеть (Россия, Европа)220 В
Электросеть в США, Японии110–120 В
Линия электропередач (среднее напряжение)6–10 кВ
ЛЭП (высокое напряжение)110–500 кВ
ЛЭП (сверхвысокое напряжение)750–1150 кВ

Постоянное и переменное напряжение

Постоянное напряжение (DC, direct current) не меняет полярность и величину во времени. Источники: батареи, аккумуляторы, солнечные панели, блоки питания.

Переменное напряжение (AC, alternating current) периодически меняется по величине и направлению. В российской электросети частота составляет 50 Гц – напряжение меняет полярность 50 раз в секунду.

Когда говорят «напряжение в розетке 220 В», имеют в виду действующее (среднеквадратичное) значение. Амплитудное (пиковое) значение в √2 ≈ 1,41 раза больше: 220 × 1,41 ≈ 311 В. Именно с этим пиковым значением столкнётся диэлектрик при пробое.

Связь напряжения с другими электрическими величинами

Напряжение – центральное понятие в электротехнике. Оно связано с другими величинами через фундаментальные формулы:

  • Закон Ома: U = I × R – напряжение равно произведению тока на сопротивление
  • Мощность: P = U × I – мощность равна произведению напряжения на ток
  • Энергия: W = U × I × t – энергия за время t

Именно ради снижения потерь электроэнергию передают по ЛЭП при высоком напряжении. Потери пропорциональны квадрату тока (Pпотерь = I² × R), а при том же уровне мощности увеличение напряжения в N раз снижает ток в N раз и потери – в N² раз.

Часто задаваемые вопросы

Чем отличается вольт от ватта?

Вольт (В) измеряет напряжение, а ватт (Вт) – мощность. Напряжение показывает разность потенциалов, а мощность – скорость потребления энергии. Связь: 1 Вт = 1 В × 1 А, то есть мощность равна произведению напряжения на ток.

Почему единица напряжения называется «вольт»?

Единица названа в честь итальянского физика Алессандро Вольты (1745–1827). Он изобрёл первый гальванический элемент («вольтов столб») в 1800 году, что стало прорывом в изучении электричества. Название утверждено на Международном электрическом конгрессе в 1881 году.

Какое напряжение считается опасным для человека?

Пороговым значением считается напряжение выше 42 В для переменного тока и выше 110 В для постоянного. Бытовая сеть 220 В смертельно опасна. Даже напряжение 36 В может быть опасным во влажных помещениях, поэтому там применяют пониженное 12 В.

Какое напряжение у автомобильного аккумулятора?

Стандартное номинальное напряжение автомобильного аккумулятора – 12 В. Фактически при полном заряде оно составляет 12,6–12,8 В, а при работающем двигателе генератор поддерживает 13,8–14,5 В. У грузовых автомобилей и спецтехники применяются аккумуляторы на 24 В.

Что такое амплитудное и действующее напряжение?

Действующее (среднеквадратичное) напряжение – это эффективное значение, эквивалентное постоянному току по тепловому воздействию. В бытовой сети 220 В – действующее значение. Амплитудное (пиковое) в √2 раз больше: для 220 В оно составляет примерно 311 В.

Как перевести милливольты в вольты?

Чтобы перевести милливольты (мВ) в вольты (В), разделите значение на 1000. Например, 500 мВ = 0,5 В, 1500 мВ = 1,5 В. Формула: В = мВ / 1000. Обратный перевод: мВ = В × 1000.

  1. Как рассчитать внутреннее сопротивление источника тока
  2. Как рассчитать напряжение на лампе: формулы и примеры
  3. Рассчитать силу тока в проводнике: формулы и калькулятор
  4. Две одинаковые лампы на 220 В: расчёт мощности и яркости
  5. Как посчитать напряжение: формула, шаги и примеры расчёта
  6. Как рассчитать внутреннее сопротивление источника: формулы и методы