Elektryczność pochodzi z różnych sił, które poruszają elektrony. Napięcie wyjściowe może być generowane i natychmiast przesyłane szeregiem przewodów do miejsca docelowego. Inne formy napięcia wyjściowego są przechowywane w postaci chemicznej, a następnie uwalniane. Ten rodzaj napięcia wyjściowego dostarcza energię, która zasila różne urządzenia komercyjne i przemysłowe.
Podstawy napięcia
Napięcie to różnica w ładunku między dwoma różnymi punktami. Im większe napięcie, tym większy przepływ prądu elektrycznego. Prąd napotyka opór wobec swojego przepływu; wielkość napięcia określa stopień, w jakim prąd pokonuje tę rezystancję. Napięcie jest mierzone za pomocą standardowej jednostki zwanej wolt. Jeden wolt napędza jeden kulomb, który jest standardową jednostką ładunku elektrycznego. Napięcie może być stałe lub przemienne: prąd stały płynie w jednym kierunku, podczas gdy prąd przemienny często odwraca swój kierunek.
Definicja napięcia wyjściowego
Napięcie wyjściowe to napięcie wyzwalane przez urządzenie, takie jak regulator napięcia lub generator. Regulatory napięcia utrzymują stałe poziomy napięcia. Generatory energii elektrycznej wykorzystują źródło paliwa, takie jak światło słoneczne, węgiel lub energia jądrowa, do zasilania wirujących turbin, które oddziałują z magnesami w celu generowania elektryczności. Przewodnik przenosi napięcie wyjściowe do różnych miejsc, takich jak domy i firmy. Media półprzewodnikowe przewodzą napięcie.
Przewodniki i izolatory
Przewodniki umożliwiają swobodny przepływ prądu elektrycznego. Izolatory otaczają przewody elektryczne, nie przepuszczając przez nie prądu. Niemetaliczne ciała stałe służą jako silne izolatory, podczas gdy miedź i aluminium służą jako przewodniki. Elektrony w miedzi są wolne i odpychają się nawzajem, co oznacza, że elektrony miedzi nie są mocno związane z miedzią i mogą się od niej oddzielić. Prądy elektryczne powodują reakcję łańcuchową, która przenosi prąd przez miedź.
Baterie
Niektóre urządzenia, takie jak baterie, przechowują energię elektryczną, dopóki nie będzie potrzebna urządzeniom elektronicznym. Baterie zamieniają energię chemiczną w energię elektryczną. Ogniwa elektrochemiczne są połączone przez przewodzące aniony elektrolitu – atomy, które zyskały elektrony – oraz kationy, czyli atomy, które mogą stracić elektrony. Przewody elektryczne są połączone elektrolitem — substancją z wolnymi jonami — wykonanym z substancji stałej lub ciekłej. Baterie mają różne szybkości rozładowywania w zależności od liczby elektrolitów w baterii i szybkości, z jaką urządzenie powoduje rozładowanie baterii. Szybsze rozładowywanie powoduje, że akumulator marnuje energię elektryczną i działa mniej wydajnie. Napięcie wyjściowe wytwarzane przez baterię nazywa się siłą elektromotoryczną lub EMF. Termin ten jest mylący, ponieważ tak naprawdę nie jest siłą: zamiast tego jest to energia udostępniana przez mechanizm, który generuje elektryczność.
Zjawisko elektryczne
Różne procesy mogą generować napięcie wyjściowe. Siły magnetyczne wywierane na poruszające się ładunki przewodnika mogą wytwarzać napięcie, zwane ruchem EMF. Rezystory generują napięcie, które pojawia się w obwodzie, spowodowane rozpraszaniem energii. Wielkość napięcia wyjściowego opiera się na pracy, jaką napięcie musi wykonać na jednostkę ładunku, aby przesunąć ładunek przeciwko polu elektrycznemu między dwoma punktami.