Электрическое напряжение. Вольтметр

Электрическое напряжение

Чтобы ток совершал полезную работу — нагревал спираль лампы, вращал двигатель, заряжал телефон, — электрическое поле должно перемещать заряды по цепи и совершать при этом работу. Но при одном и том же заряде ток на разных участках может совершать разную работу. Величину, которая показывает, какую работу совершает ток при перемещении заряда, называют электрическим напряжением. Обозначают напряжение буквой U.

U = A / q

Здесь A — работа тока на участке цепи, q — заряд, прошедший по этому участку. Напряжение показывает работу, приходящуюся на единицу заряда. Из формулы можно выразить работу: A = U · q. Именно напряжение характеризует, насколько «сильно» источник толкает заряды по цепи.

Единица напряжения

Единицу напряжения называют вольт (В) в честь итальянского учёного Алессандро Вольта, создавшего первый источник тока. Напряжение равно 1 В, если при перемещении заряда 1 Кл ток совершает работу 1 Дж. На практике встречаются самые разные напряжения:

Высокое напряжение опасно для жизни: при 220 В через тело человека может пройти смертельно опасный ток. Поэтому с электричеством нужно обращаться осторожно.

Вольтметр

Напряжение измеряют специальным прибором — вольтметром. На его шкале стоит буква V, а на схемах его изображают кружком с этой буквой. В отличие от амперметра, вольтметр включают параллельно тому участку цепи или тому прибору, на котором измеряют напряжение. Вольтметр изготавливают с очень большим сопротивлением, чтобы он почти не пропускал через себя ток и не изменял режим цепи.

Правила включения вольтметра:
1. Включать параллельно участку или прибору, на котором измеряют напряжение.
2. Зажим со знаком «+» соединять с проводом от плюса источника.
3. Благодаря большому сопротивлению вольтметр почти не меняет ток в цепи.

Разбор примера

При прохождении заряда 5 Кл через лампу ток совершил работу 30 Дж. Найдём напряжение на лампе:

U = A / q = 30 / 5 = 6 В

А какую работу совершит ток, если через ту же лампу при том же напряжении пройдёт заряд 10 Кл? Используем формулу A = U · q:

A = U · q = 6 · 10 = 60 Дж

Частые ошибки. Не путайте включение приборов: амперметр — последовательно, вольтметр — параллельно. Если вольтметр ошибочно включить последовательно, его большое сопротивление почти прекратит ток в цепи, и измерение будет неверным.

Кратко о главном

• Напряжение U = A / q — работа тока на единицу заряда.
• Единица напряжения — вольт (В).
• Из формулы следует: A = U · q.
• Напряжение измеряют вольтметром.
• Вольтметр включают параллельно участку цепи.