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電壓與水壓到底有何差別?形象的背後還更有意思!

作者:技成教育訓練

為了便于說明,通常将電壓比成水壓,中學的時候,老師也是這麼講的!的确,這不失為一個好的辦法,水要往低處流,是重力在做功,在水泵的作用下,水同樣可以從低處流到高處,這是克服重力做功!

水流則相當于電流,這也很形象,水要流動,自然要有水壓,電流也同樣如此,要形成電流,就必須得有電壓。

電壓與水壓到底有何差別?形象的背後還更有意思!

那麼,電壓到底是什麼呢?是一種力嗎?或者說,電子在力的作用下定向移動形成的電流嗎?在力的作用下定向移動,這本沒有錯,隻不過這個力并非電壓,而是電場力。

再回過頭來,電壓實則是電勢差,簡單了解為兩點的電勢之差,電勢即電位,也就稱為電位差了。由此不難看出,電壓實則是兩點的能量差。

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中學已經學習過,隻要存在電荷,電荷周圍就會存在電場,電場有大小強弱,有方向,電荷在電場中會受到電場力的作用,電荷在電場力的作用下移動做功,也就成就了電勢。

之前舉過幹電池的例子,電子是在化學能的推動下向電池負極移動,是以,電池負極就聚集了負電荷,正極則聚集了正電荷,直到達到一種新的平衡。如此,正負極之間就有了電勢差,也就是開頭說的電壓。

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對于幹電池而言,無論正負極是否接通,電場都是存在的,因為聚集着電荷,但并沒有電荷流動,因為周圍是空氣,一旦形成回路,那就不一樣了,正負極之間建立電場,導體中的電子就會在電場力的作用下定向移動。建立電場的速度是光速,方向沿着導線由正極指向負極,但電子移動的速度卻慢的很!

是以,說電壓,必須是兩點,就像電池的正負兩極,或相電壓的火與零,拿塊表單測一點,怎麼能測出電壓呢?

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在直流系統中,規定電源負極為零電位,在交流系統中,地就是人為制造的零電位。有了零電位,談電壓才有意義。

在沒有電場的作用下,導體中的電子也不是閑着沒事,而是做熱運動,隻不過雜亂無章,對外不顯電性。

電場一旦形成,電子就會在電場力的作用下做定向移動,但這種運動并不是齊刷刷的齊頭并進,而是克服各種困難,艱難“蠕動”,但對某一截面而言,能夠展現出電子的定向運動,這是電場力作用的結果。

電子的定向運動就形成了電流,電子在運動過程中會發生碰撞,産生阻力,也就是電阻了。

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電流通過導體,會使溫度升高,這是電流的熱效應,但導體溫度升高的同時,也會加劇電子的熱運動,是以說,導體溫升是電流與熱運動共同運動的結果。因為,溫度越高,熱運動就越劇烈。導體溫度升高,往往是惡性循環的開始。

以上說了這麼多,是不是對“電”有了一個更加清晰的認識哪?若再去解釋相電壓、線電壓是不是就變得清楚許多了哪?

再回過頭來看電壓,平時說的400/230V,基本是指發電機端電壓或變壓器出口電壓,考慮到壓損,要比标稱電壓高出5%~10%,380/220V就是日常講的标稱電壓。

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在用電裝置上通常會有Ue、Ui和Uimp這三個标注,Ue都知道,是額定電壓,Ui是額定絕緣電壓,可以了解為工作電壓的最高值,Uimp是額定沖擊耐受電壓,顧名思義,是要抗過電壓的,它要經受住瞬時過電壓的考驗。

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