Spannung ist die elektromotorische Kraft oder die elektrische potentielle Energiedifferenz zwischen zwei Punkten (häufig im Kontext eines Stromkreises) pro Ladungseinheit, ausgedrückt in Volt (V). Spannung beschreibt zusammen mit Strom und Widerstand das Verh alten von Elektronen. Die Zusammenhänge werden durch die Anwendung des Ohmschen Gesetzes und der Kirchhoffschen Kreisgesetze eingeh alten.
Spannung: Ein Beispiel für das Konzept
Die Begriffe Spannung, Ladung, Strom und Widerstand können mit einem Eimer Wasser und einem am Boden befestigten Schlauch erklärt werden. Das Wasser repräsentiert Ladung (und die Bewegung von Elektronen). Der Wasserfluss durch den Schlauch repräsentiert Strom. Die Breite des Schlauchs stellt den Widerstand dar; Ein dünner Schlauch hätte weniger Durchfluss als ein breiterer Schlauch. Der Druck, der am Ende des Schlauchs durch das Wasser entsteht, stellt die Spannung dar.
Wenn Sie eine Gallone Wasser in den Eimer gießen würden, während Sie das Ende des Schlauchs mit Ihrem Daumen bedecken, ist der Druck, den Sie gegen den Daumen spüren, ähnlich wie die Spannung funktioniert. Die potenzielle Energiedifferenz zwischen den beiden Punkten – der Oberkante der Wasserlinie und dem Ende des Schlauchs – beträgt nur eine Gallone Wasser. Nehmen wir nun an, Sie haben einen Eimer gefunden, der groß genug ist, um mit 450 Gallonen Wasser gefüllt zu werden (ungefähr genug, um einen Whirlpool für sechs Personen zu füllen). Stellen Sie sich den Druck vor, den Ihr Daumen spüren könnte, wenn er versucht, diese Wassermenge zurückzuh alten.
Alles zusammensetzen
Spannung (die Ursache) bewirkt den Strom (die Wirkung); Ohne einen Spannungsstoß, der dies erzwingt, gäbe es keinen Elektronenfluss. Die Menge des durch die Spannung erzeugten Elektronenflusses ist im Hinblick auf die zu verrichtende Arbeit wichtig. Ein paar 1,5-V-AA-Batterien reichen aus, um ein kleines ferngesteuertes Spielzeug mit Strom zu versorgen. Aber Sie würden nicht erwarten, dass dieselben Batterien in der Lage sind, ein großes Gerät zu betreiben, das 120 V benötigt, wie einen Kühlschrank oder einen Wäschetrockner. Berücksichtigen Sie die Spannungsspezifikationen bei der Elektronik, insbesondere beim Vergleich der Schutzwerte von Überspannungsschutzgeräten.
Das Stromnetz der Vereinigten Staaten beispielsweise arbeitet mit 120 V (bei 60 Hz), was bedeutet, dass Sie einen 120-V-Stereo-Receiver mit einem Paar Lautsprecher verwenden können. Aber damit derselbe Stereo-Receiver in Australien, der mit 240 V (bei 50 Hz) arbeitet, sicher funktioniert, benötigen Sie einen Stromwandler und einen Steckeradapter.
FAQ
Was ist die Definition von Hochspannung?
Die International Electrotechnical Commission (IEC) definiert Hochspannung als mehr als 1.000 Volt (V) Wechselstrom (AC) und über 1.500 V Gleichstrom (DC). Die Arbeitsschutzbehörde OSHA (Occupational Safety and He alth Administration) betrachtet jedoch alle Spannungen von 50 Volt oder mehr als gefährlich.
Was ist die Definition eines Spannungsabfalls?
Ein Spannungsabfall ist ein Spannungsverlust aufgrund von Impedanz. Ein übermäßiger Spannungsabfall kann zu unsachgemäßem, unregelmäßigem oder gar keinem Betrieb elektrischer Geräte führen. Mit einem Spannungsregler können Sie helfen, Spannungsabfälle zu vermeiden.
