Все вы не раз слышали такие фразы:
- Не лезь туда, там высокое напряжение!
- Напряжение в домашней сети 220 Вольт.
- Напряжение батарейки 1.5 вольта.
Но вы когда-нибудь задумывались, что обозначает это слово?
Даже в общении мы частенько его употребляем:
- Ты меня напрягаешь.
- Сними напряжение!
- Я очень напряжен.
Значит, в электротехнике и электронике тоже что-то напрягается и создается так называемое "напряжение". Но что именно?
Итак, поехали. Я думаю, все вы видели и представляете, как выглядит водонапорная башня или просто водобашня. Грубо говоря, это большой сосуд, внутри которого плещется вода.
Так вот, представим себе, что башня полностью заполнена водой. Получается, в данный момент, на дне башни ого-го какое давление! А что если слить из башни воду хотя бы наполовину? Давление на дно башни уменьшится. То естьдавление на дне башни сразу станет меньше, чем оно было бы при полной башне. А давайте-ка нальем в пустую башню одно ведро воды! Давление на дно башни будет ну очень слабенькое. Это давление на дно и есть то самоенапряжение (по аналогии с гидравликой). В данном случае, дно башни - это ноль, начальный уровень отсчета. За начальный уровень отсчета в электронике берут вывод батарейки или аккумулятора со знаком "минус". Можно даже сказать, что уровень воды в башне у 12 Вольтового автомобильного аккумулятора выше, чем уровень воды полутора вольтовой пальчиковой батарейки.
Напряжение бывает постоянным и переменным. На примере выше мы с вами рассмотрелипостоянное напряжение. То есть давление воды на дно башни в течение времени постоянно. Пока в башне есть вода, она оказывает давление на дно башни. Вроде бы все элементарно и просто.
С постоянным напряжением вроде бы разобрались. Но какое же напряжение называютпеременным? Само слово "переменный" говорит нам о том, что это напряжение меняется.
Все любят качаться на качелях:
Сначала вы летите в одном направлении, потом происходит затормаживание, а потом уже летите обратно спиной и весь процесс снова повторяется. Переменное напряжение ведет себя точно также). Сначала "электрическое давление" давит в одну сторону, потом происходит процесс затормаживания, потом оно давит в другую сторону, снова происходит затормаживание и весь процесс снова повторяется, как на качелях).
Значит, переменное напряжение меняет свое значение с течением времени, точно также, как и вы меняете свое положение в пространстве, когда качаетесь на качелях.
Тяжко для понимания? Тогда вот вам еще один пример из знаменитой книжки "Первые шаги в электронике" Шишкова. Берем замкнутую систему труб с водой и поршень. Поршень у нас находится в движении. Следовательно, молекулы воды у нас отклоняются то в одну сторону:
то в другую:
Так же ведут себя и электроны. В вашей домашней розетке они колеблются 50 раз в секунду. Столько-то колебаний в секунду называется Герцем. В литературе пишется просто Гц. Тогда получается, что колебания напряжения в наших розетках 50 Гц. В Америке частота переменного тока 60 Гц. Так уж у них повелось.