Содержание:

Электрическое напряжение измеряют в вольтах, сокращённо — В. Это единица физической величины, которая показывает, сколько работы совершает электрическое поле, перемещая заряд между двумя точками цепи. Название единица получила в честь итальянского учёного Алессандро Вольта.

В чём измеряется электрическое напряжение

Что такое напряжение с точки зрения физики

Напряжение — величина, которая связывает работу электрического поля и заряд, который это поле перемещает. Формула выглядит так: U = A / q, где U — напряжение, A — работа поля, q — заряд.

Из формулы понятно, откуда берётся сама единица измерения. Работа в физике измеряется в джоулях, заряд — в кулонах. Значит, напряжение можно выразить как отношение джоуля к кулону. Вольт и есть джоуль на кулон — это просто другое, более удобное название той же единицы.

Один вольт — это напряжение, при котором поле совершает работу в один джоуль, перемещая заряд в один кулон. Звучит абстрактно, но на практике с вольтами сталкивается каждый: батарейка на 1,5 В, розетка на 220 В, автомобильный аккумулятор на 12 В.

Почему именно вольт, а не другая единица

В физике для каждой величины стараются подобрать единицу измерения, удобную для расчётов и понятную на практике. Джоуль на кулон — правильное, но громоздкое название. Вольт короче и уже стал международным стандартом.

Единица входит в Международную систему единиц СИ. Поэтому вольтами напряжение обозначают везде: в школьных задачниках, на бытовых приборах, в инструкциях к технике.

Как обозначают вольты на письме и на приборах

Буквенное обозначение единицы — В. В латинской записи используют V, это встречается на импортной технике и в иностранных учебниках.

Для удобства напряжение часто записывают с приставками:

  • киловольт (кВ) — тысяча вольт, применяют для линий электропередач;
  • милливольт (мВ) — тысячная доля вольта, используют в электронике для слабых сигналов;
  • микровольт (мкВ) — миллионная доля вольта, встречается в измерительной технике.

В школьных задачах чаще всего работают с вольтами без приставок — это удобный диапазон для бытовых источников тока.

Примеры напряжений в жизни

Чтобы почувствовать масштаб величины, полезно сравнить разные источники напряжения.

ИсточникПриблизительное напряжение
Пальчиковая батарейка1,5 В
Автомобильный аккумулятор12 В
Бытовая розетка220 В
Высоковольтная линия электропередачинесколько десятков киловольт

Такая таблица помогает быстро оценить, о каком напряжении речь, когда встречается конкретный прибор или устройство.

Как измеряют напряжение на практике

Для измерения напряжения используют вольтметр. Прибор подключают параллельно тому участку цепи, напряжение на котором нужно узнать. В школьных лабораторных работах вольтметр часто входит в комплект с амперметром — вместе они позволяют проверить закон Ома.

Современные мультиметры совмещают функции вольтметра, амперметра и омметра в одном корпусе. Переключатель на приборе выбирает режим измерения и диапазон — вольты, милливольты или киловольты.

Частые вопросы про напряжение

Чем напряжение отличается от силы тока

Напряжение показывает, какую работу совершает поле, перемещая заряд, а сила тока — сколько заряда проходит через сечение проводника за единицу времени. Это разные величины с разными единицами измерения: напряжение — в вольтах, ток — в амперах. Часто их сравнивают с напором воды и её расходом: напряжение похоже на напор, ток — на количество воды, которое течёт по трубе.

Можно ли выразить напряжение в других единицах, кроме вольта

Да, по определению напряжение равно отношению работы к заряду, поэтому его можно выразить как джоуль на кулон. Это та же единица, только записанная через другие физические величины. В школьных задачах и на практике почти всегда используют вольты — так короче и привычнее.

Почему на батарейке пишут 1,5 В, а не другое число

Напряжение батарейки зависит от химического состава элементов, из которых она сделана. Для обычных пальчиковых батареек на основе марганцево-цинковой смеси стандартное напряжение — 1,5 В. Это значение задано конструкцией источника питания, а не выбрано случайно: оно связано с химическими реакциями внутри батарейки.

Главное, что часто путают: вольты измеряют напряжение, а амперы — силу тока. Это две разные величины, и смешивать их в расчётах — типичная ошибка в задачах по электричеству.

Читайте также