Спад напру́ги — різниця потенціалів між кінцями ділянки електричного кола в якому протікає електричний струм.
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOHdMekJoTDFadmJIUmhaMlZmWkhKdmNDNXpkbWN2TXpBd2NIZ3RWbTlzZEdGblpWOWtjbTl3TG5OMlp5NXdibWM9LnBuZw==.png)
Позначається здебільшого літерою ∆U, вимірюється у вольтах.
Спад напруги визначається силою струму й властивостями елементів ділянки електричного кола.
Спад напруги на резисторі із опором R дорівнює
- .
де I — сила струму.
Для нелінійних елементів електричного кола спад напруги визначається їхніми вольт-амперними характеристиками.
Принципова різниця між напругою і спадом напруги у тому, що напруга прикладається до ділянки кола, тоді як спад напруги визначається струмом крізь елемент. У разі єдиного елемента на ділянці, різниці немає — спад напруги дорівнює прикладеній напрузі. Однак, у випадку кількох елементів на ділянці кола, тільки сумарний спад напруги на всіх елементах дорівнює прикладеній напрузі. Розрахунок спаду напруги на кожному з елементів потребує визначення сили струму, який протікає крізь кожен елемент. Для складних ділянок кола ці обчислення проводяться одночасно, з використанням правил Кірхгофа (у разі лінійних елементів).
Спад напруги у колах постійного струму: опір
Розглянемо електросхему з джерелом постійного струму на дев'ять вольт: три резистори по 67 кОм, 100 кОм та 470 кОм і лампочка — всі з'єднані послідовно. Джерело постійного струму, провідники (дроти), резистори та лампочка (навантаження) мають опір; всі до певної міри, використовують і розсіюють надану енергію. Їхні фізичні характеристики визначають, кількість цієї енергії. Наприклад, опір постійному струму дроту, залежить від його довжини, площі поперечного перерізу, типу матеріалу (переважно мідь чи алюміній) і температури.
Якщо вимірюється напруга між джерелом постійного струму і першим резистором (67 кОм), рівень напруги на ньому, буде трохи менше дев'яти вольт. Струм проходить крізь провідник від джерела постійного струму до першого резистора; коли це відбувається, частина наданої енергії «губиться» (недоступна для навантаження) через опір дроту. Спад напруги є як в прямому, так і в зворотному дротах електричного кола. Якщо вимірюється спад напруги на окремому резисторі, вимір буде значним числом. Чим більше номінал резистора, тим більше енергії використовується (розсіюється) цим опором і тим більше спад напруги на цьому резисторі.
Для вимірювання спаду напруги, може бути застосовано Закон Ома. У колі постійного струму, напруга дорівнює струму, помноженому на опір V = I R. До того ж, закони Кірхгофа свідчать, що в будь-якому колі постійного струму, сума спадів напруги на кожному елементі схеми, дорівнює загальній напрузі живлення.
Спад напруги у колах змінного струму: опір
У колах змінного струму, протидія струму виникає через опір, як і в колах постійного струму. Однак кола змінного струму, мають також інший вид спротиву струму: реактивний опір. Сума протидій струму від активного опору і реактивного опору, називається повним (комплексним) опором.
Електричний імпеданс зазвичай представлений змінною Z і вимірюється в Омах на певній частоті. Електричний імпеданс обчислюється як векторна сума активного опору, ємнісного опору й індуктивного опору.
Величина повного опору в колі змінного струму, залежить від частоти змінного струму та магнітної проникності електричних провідників і електрично ізольованих елементів (разом із навколишніми складниками), які залежать від їхнього розміру і відстані.
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpODNMemMxTDB3bFF6TWxRVFJ1WjNOZmRXNWtYMUYxWlhKemNHRnViblZ1WjNOaFltWmhiR3d1YzNabkx6SXlNSEI0TFV3bFF6TWxRVFJ1WjNOZmRXNWtYMUYxWlhKemNHRnViblZ1WjNOaFltWmhiR3d1YzNabkxuQnVadz09LnBuZw==.png)
Подібно закону Ома для кіл постійного струму, електричний імпеданс може бути виражений формулою E = I Z. Отож, спад напруги в колі змінного струму, є добутком струму і повного опору кола.
Поздовжній та поперечний спад напруги
У загальному випадку, який заснований на обчисленні комплексного змінного струму, різниця напруги в лінії з
живленням від змінного струму не подібна різниці величин напруги між початком і кінцем лінії. Тож, в деяких випадках, може також відбуватися збільшення величини напруги уздовж лінії. Для опису цих відмінностей в напрузі, використовуються терміни поздовжнього і поперечного спадів напруги, зокрема в електроенергетиці та високовольтній електротехніці.
У мережах низької (до 1 кВ) та середньої напруги (в Євросоюзі близько 1 - 35 кВ), спад напруги вздовж ліній (ЛЕП), досить точно визначається суто поздовжнім спадом напруги, і поперечним спадом напруги, можна знехтувати. У високовольтних системах, особливо у просторово розлогих сітчастих, взаємопов'язаних мережах, поперечний спад напруги, має великий вплив на напругу окремих вузлів і виниклі через це, потоки активної енергії в лініях електропередавання.
На схемі праворуч — спрощений показ електричної лінії з послідовним (активним та реактивним) опором R+jωL і векторними діаграмами для активно-індуктивних і активно-ємнісних навантажень, заради прикладу послідовного та поперечного спадів напруги.
Межі
У Європі, відповідно до Постанови про низьковольтне приєднання Розділ 13, параграф (4), спад напруги між домашньою з’єднувальною коробкою та лічильником електроенергії, не повинен перевищувати 0,5%.
Для прикладу в Німеччині згідно з вимогами TAB 2007, спад напруги між домашнім приєднанням і лічильником, не може перевищувати наступних значень (залежно від потужності ТП):
- до 100 кВА 0,5%
- 100-250 кВА 1,0%
- 250-400 кВА 1,25%
- понад 400 кВА 1,5%
Як ідеться у DIN VDE 0100-520, згідно з таблицею G.52.1, спад напруги в системах споживачів між домашнім приєднанням і споживачами (розетками або затискачами увімкнення пристрою) не повинно бути більше 3% для систем освітлення і 5% — для інших електричних приладів.
- Як зазначено у DIN 18015, частина 1, спад напруги між електролічильником і розетками або затискачами приєднання пристрою, мусить не перевищувати 3%.
- Згідно з IGVW SQP4, спад напруги між точкою передавання електроенергії (зазвичай розеткою) і найвіддаленішим обладнанням, не може бути більше 5%.
Основою є напруга мережі, яку встановлено відповідно до DIN IEC 38, на рівні 230/400 В (однофазна/трифазна) для Європи, і номінальний струм пристроїв захисту (автоматичних вимикачів) від перевантаження, наприклад, 63 А або 16 А тощо.
Див. також
Джерела
- http://physics.zfftt.kpi.ua/mod/book/view.php?id=381&chapterid=576 Київська політехніка
- Electrical Principles for the Electrical Trades (Jim Jennesson) 5th edition
- Klaus Heuck, Klaus-Dieter Dettmann, Detlef Schulz: . 9. Auflage. Springer-Vieweg, 2013, ISBN 978-3-8348-1699-3, Kapitel 5.2.
- Сивухин Д. В. (1977). Общий курс физики. Том III. Электричество. Москва: Наука.
- https://en.wikipedia.org/wiki/IEC_60038
![]() | Це незавершена стаття про електрику. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
- ФІЗИКА. Вчимося розв'язувати задачі. "КОЛИВАННЯ ТА ХВИЛІ". Компенсаційний курс: Теоретичні відомості. Змінний струм. physics.zfftt.kpi.ua. Процитовано 7 липня 2022.
- NAV - nichtamtliches Inhaltsverzeichnis. www.gesetze-im-internet.de. Процитовано 18 червня 2022.
- https://www.igvw.org/resources/igvw-sqp4_update2013web.pdf[недоступне посилання]
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет