Inhalt
- Spannungsgrundlagen
- Definition der Ausgangsspannung
- Leiter und Isolatoren
- Batterien
- Elektrisches Phänomen
Elektrizität kommt von einer Vielzahl von Kräften, die Elektronen bewegen. Die Ausgangsspannung kann erzeugt und sofort über eine Reihe von Leitern an ihren endgültigen Bestimmungsort gesendet werden. Andere Formen der Ausgangsspannung werden in chemischer Form gespeichert und später freigegeben. Diese Art der Ausgangsspannung liefert die Energie, die verschiedene gewerbliche und industrielle Geräte antreibt.
Spannungsgrundlagen
Die Spannung ist die Ladungsdifferenz zwischen zwei verschiedenen Punkten. Je höher die Spannung, desto größer der Stromfluss. Der Strom erfährt einen Widerstand gegen seinen Fluss; Die Höhe der Spannung bestimmt, inwieweit der Strom diesen Widerstand überwindet. Die Spannung wird von einer Standardeinheit gemessen, die als Volt bezeichnet wird. Ein Volt treibt eine Coulomb an, die die Standardeinheit einer elektrischen Ladung ist. Die Spannung kann direkt oder alternierend sein: Ein Gleichstrom fließt in eine Richtung, während ein Wechselstrom häufig seine Richtung umkehrt.
Definition der Ausgangsspannung
Die Ausgangsspannung ist die Spannung, die von einem Gerät wie einem Spannungsregler oder einem Generator abgegeben wird. Spannungsregler halten die Spannung konstant. Stromerzeuger nutzen eine Brennstoffquelle wie Sonnenlicht, Kohle oder Kernenergie, um sich drehende Turbinen anzutreiben, die mit Magneten interagieren, um Strom zu erzeugen. Ein Leiter leitet die Ausgangsspannung zu verschiedenen Zielen, z. B. zu Haushalten und in Unternehmen. Halbleitermedien leiten Spannung.
Leiter und Isolatoren
Leiter lassen elektrische Ströme frei fließen. Isolatoren umgeben die elektrischen Leitungen und lassen keine Ströme durch. Nichtmetallische Feststoffe dienen als starke Isolatoren, Kupfer und Aluminium als Leiter. In Kupfer enthaltene Elektronen sind frei und stoßen sich gegenseitig ab, was bedeutet, dass Kupferelektronen nicht fest am Kupfer haften und sich vom Kupfer lösen können. Elektrische Ströme lösen eine Kettenreaktion aus, die den Strom durch das Kupfer leitet.
Batterien
Bestimmte Geräte, wie z. B. Batterien, speichern Strom, bis er von elektronischen Geräten benötigt wird. Batterien wandeln chemische Energie in elektrische Energie um. Elektrochemische Zellen sind durch leitende Elektrolytanionen - Atome, die Elektronen gewonnen haben - und Kationen oder Atome, die wahrscheinlich Elektronen verlieren, verbunden. Die elektrischen Leiter sind durch einen Elektrolyten - eine Substanz mit freien Ionen - verbunden, der aus einer festen oder flüssigen Substanz besteht. Batterien haben unterschiedliche Entladeraten, die von der Anzahl der Elektrolyte in der Batterie und der Rate abhängen, mit der das Gerät die Batterie entlädt. Schnellere Entladungsraten führen dazu, dass die Batterie Strom verschwendet und weniger effizient arbeitet. Die von einer Batterie erzeugte Ausgangsspannung wird als elektromotorische Kraft oder EMF bezeichnet. Dieser Begriff ist eine Fehlbezeichnung, da es sich eigentlich nicht um eine Kraft handelt: Stattdessen ist es die Energie, die von dem Mechanismus bereitgestellt wird, der den Strom erzeugt.
Elektrisches Phänomen
Verschiedene Prozesse können eine Ausgangsspannung erzeugen. Magnetische Kräfte, die auf sich bewegende Leiterladungen ausgeübt werden, können eine Spannung erzeugen, die als Bewegungs-EMK bezeichnet wird. Widerstände erzeugen eine Spannung, die in einem Stromkreis durch Verlustleistung entsteht. Die Höhe der Ausgangsspannung basiert auf der Arbeit, die die Spannung pro Ladungseinheit leisten muss, um eine Ladung gegen ein elektrisches Feld zwischen zwei Punkten zu bewegen.