Dansk

Hvad er spænding?

Eltestere
Hvad er spænding? | Fluke

Spænding er trykket fra et elektrisk kredsløbs kraftkilde, der skubber ladede elektroner (strøm) gennem en ledende sløjfe, der gør det muligt for dem at udføre arbejde, såsom at oplyse et lys.

Kort sagt spænding = tryk, og det måles i volt (V). Udtrykket anerkender den italienske fysiker Alessandro Volta (1745-1827), opfinder af den voltaiske bunke - forløberen for vore dages batteri.

I elektricitetens tidlige dage var spænding kendt som elektromotorisk kraft (emk). Dette er grunden til, at i ligninger som Ohms lov er spænding repræsenteret ved symbolet E.

Eksempel på spænding i et jævnstrømskredsløb (DC):

Hvad er spænding? - Overskrift
  1. I dette DC-kredsløb er kontakten lukket (tændt).
  2. Spændingen i kraftkilden - "potentialeforskellen" mellem batteriets to poler - aktiveres, hvilket skaber tryk, der tvinger elektroner til at løbe som strøm ud af batteriets negative terminal.
  3. Strømmen når lyset og får det til at gløde.
  4. Strømmen vender tilbage til kraftkilden.

Spænding er enten vekselstrøm (AC) spænding eller jævnstrøm (DC) spænding. Måden de adskiller sig på:

Vekselstrømspænding (repræsenteret på et digitalt multimeter ved ):

  • Løber jævnt bølgende sinusbølger, som vist nedenfor:
    AC spænding
  • Vender retning med regelmæssige intervaller.
  • Almindeligvis produceret af forsyningsselskaber via generatorer, hvor mekanisk energi - roterende bevægelse, der drives af strømmende vand, damp, vind eller varme - omdannes til elektrisk energi.
  • Mere almindelig end DC spænding. Forsyningsselskaber leverer AC spænding til hjem og virksomheder, hvor de fleste enheder bruger AC spænding.
  • Primær spændingsforsyning varierer fra land til land. I USA er det for eksempel 120 volt.
  • Nogle husholdningsapparater, såsom tv'er og computere, bruger DC spænding. De bruger ensrettere (såsom den tykke blok i en bærbar computers ledning) til at konvertere AC spænding og strøm til DC.
Generator
Generatorer konverterer roterende bevægelse til elektricitet. Den roterende bevægelse er ofte forårsaget af løbende vand (vandkraft) eller damp fra vand opvarmet med gas, olie, kul eller kernekraft.

DC spænding (repræsenteret på et digitalt multimeter ved V linie/stiplet linie og mV):

  • Rejser i en lige linje og kun i en retning.
  • Ofte produceret af kilder af lagret energi, såsom batterier.
  • Kilder til DC spænding har positive og negative terminaler. Terminaler opretter polaritet i et kredsløb, og polaritet kan bruges til at bestemme, om et kredsløb er DC eller AC.
  • Almindeligvis brugt i batteridrevet bærbart udstyr (biler, lommelygter, kameraer).

Hvad er potentialeforskel?

Spænding og udtrykket "potentialeforskel" bruges ofte om hverandre. Potentialeforskel kan defineres bedre som den potentiale energiforskel mellem to punkter i et kredsløb. Mængden af forskel (udtrykt i volt) bestemmer, hvor meget potentialeenergi der findes til at flytte elektroner fra et specifikt punkt til et andet. Mængden identificerer, hvor meget arbejde, der potentielt kan udføres gennem kredsløbet.

Et alkalisk AA batteri til husholdninger, for eksempel, tilbyder 1,5 V. Typiske husholdning stikkontakter tilbyder 230 V. Jo større spænding i et kredsløb er, jo større er dets evne til at "skubbe" flere elektroner og udføre arbejde.

Spænding/potentialeforskel kan sammenlignes med vand, der er opbevaret i en tank. Jo større tanken er, og jo større er dens højde (og dermed dens potentielle hastighed), desto større er vandets kapacitet til at skabe virkning, når en ventil åbnes, og vandet (som elektroner) kan løbe.

Hvorfor måling af spænding er nyttigt

Teknikere nærmer sig de fleste fejlfindingssituationer med viden om, hvordan et kredsløb sædvanligvis skal virke.

Kredsløb bruges til at levere energi til en belastning - fra en lille enhed til et husholdningsapparat til en industriel motor. Belastninger har ofte en typeskilt, der identificerer deres standard elektriske referenceværdier, inklusive spænding og strøm. I stedet for et typeskilt leverer nogle producenter et detaljeret skematisk (teknisk diagram) over en belastnings kredsløb. Manualer kan indeholde standardværdier.

Disse tal fortæller en tekniker, hvilke målinger man kan forvente, når en belastning fungerer normalt. En udlæsning på et digitalt multimeter kan objektivt identificere afvigelser fra normen. Alligevel skal teknikeren bruge viden og erfaring til at bestemme de faktorer, der forårsager sådanne afvigelser.

Reference: Digital Multimeter Principles by Glen A. Mazur, American Technical Publishers.