Как соотносятся единицы напряжения?
Основная единица СИ — вольт (В). Приставки идут с шагом 1000: 1 кВ = 1000 В = 1 000 000 мВ (милливольт) = 1 000 000 000 мкВ (микровольт). Соседние единицы отличаются в 10³ раз: 1 В = 1000 мВ, 1 мВ = 1000 мкВ, 1 кВ = 1000 В. То есть кВ → В → мВ → мкВ — вправо ×1000, влево ÷1000. Стандартная система СИ, как и для других электрических величин (ток, ёмкость, сопротивление).
Как определяется вольт (В)?
Вольт (Volt, символ В) — единица напряжения, потенциала и ЭДС в системе СИ. Названа в честь итальянского физика Алессандро Вольты (изобретателя вольтова столба). 1 вольт = 1 джоуль на кулон (1 В = 1 Дж/Кл) — разность потенциалов, при которой для перемещения заряда в 1 кулон совершается работа в 1 джоуль. После переопределения СИ в 2019 году вольт выводится из постоянной Джозефсона Kⱼ (точно 483 597,8525×10⁹ Гц/В) и может быть точно воспроизведён с помощью сверхпроводящих джозефсоновских переходов.
Как рассчитать напряжение по закону Ома? Связь с током и сопротивлением.
Закон Ома — фундаментальная формула: U = I × R (напряжение = ток × сопротивление). Мощность: P = U × I = U²/R = I²R. Напряжение U в В, ток I в А, сопротивление R в Ом, мощность P в Вт. Пример: через резистор 1 кОм течёт 10 мА → U = 0,01 А × 1000 Ом = 10 В. Лампа 100 Вт в сети 220 В потребляет ≈0,45 А. Наш инструмент поможет быстро переключать вычисленное напряжение между кВ/В/мВ/мкВ.
Типичные напряжения в разных сценариях — какие бывают порядки?
Типичные порядки напряжений: сигнал ЭКГ ≈0,5…2 мВ (500…2000 мкВ); термопара — от десятков мкВ до десятков мВ; ЭЭГ ≈10…100 мкВ; батарейка 1,5 В, USB 5 В, литий-ионный аккумулятор телефона 3,7 В (полный 4,2 В), свинцово-кислотный 12 В (номинал) / 13,8 В (буфер); адаптер ноутбука 19 В; бытовая сеть 110 В/220 В; трёхфазное промышленное 380 В; аккумуляторная батарея электромобиля 48/60/72/400/800 В; распределительные сети 10 кВ, ЛЭП 110/220/500/1000 кВ (ультравысокое); статическое электричество — десятки киловольт; молния — 100 МВ…1 ГВ.
Какое напряжение опасно для человека? Безопасные значения.
Стандарты IEC 60038 и ГОСТ 12.1.038 устанавливают: безопасное сверхнизкое напряжение (SELV) — не более 42 В (обычно 36, 24, 12 В). В сухих помещениях безопасным считается напряжение ниже 36 В, в сырых и внутри металлических ёмкостей — 12 В. По-настоящему убивает не напряжение, а ток, но именно напряжение определяет величину тока через тело. При 220 В в сухих условиях ток может составить 2…22 мА (тяжёлые последствия вплоть до летального исхода). Выше 1000 В добавляется опасность электрической дуги, основная защита — безопасное расстояние. Переменный ток промышленной частоты (50/60 Гц) опаснее постоянного и высокочастотного при том же напряжении.
Почему слабые сигналы измеряют в мкВ/мВ?
Датчики и биоэлектрические сигналы часто крайне слабы: термопара типа K — около 41 мкВ/°C, при 1000 °C — всего 41 мВ; пик R-зубца ЭКГ — 0,5…2 мВ, альфа-ритм ЭЭГ — 10…100 мкВ; выход тензометрического моста — единицы мВ; наведённый в антенне радиосигнал — до единиц мкВ/м; фотодиод выдаёт ток уровня нА…мкА, который после I/V-преобразования даёт милливольты. Такие сигналы требуют усиления до вольтового уровня малошумящими ОУ с высоким коэффициентом усиления перед подачей на АЦП. Свободное владение пересчётом мкВ↔мВ↔В необходимо при проектировании и отладке.
Как связаны напряжение и ёмкость аккумулятора? Что означают мА·ч и В?
Ёмкость аккумулятора (мА·ч) показывает, сколько заряда он может отдать. Номинальное напряжение (В) — рабочий потенциал. Энергия (Вт·ч) = Напряжение (В) × Ёмкость (А·ч). Например, аккумулятор телефона 3,7 В / 3000 мА·ч = 3,7 В × 3 А·ч = 11,1 Вт·ч. Свинцово-кислотный 12 В / 100 А·ч = 12 × 100 = 1200 Вт·ч = 1,2 кВт·ч. Напряжение полностью заряженного и разряженного аккумулятора различается (литиевый 3,0…4,2 В, свинцово-кислотный 10,5…14,4 В). Для оценки остаточного заряда (SOC) используют кривую напряжения. Наш инструмент — для конвертации единиц напряжения.
Почему часто пишут uV вместо μV?
μ — греческая буква «мю». На стандартной английской клавиатуре её нет. В ранних SPICE-симуляторах, программировании на C, ASCII-интерфейсах, маркировке компонентов было неудобно вводить μ, поэтому в электронной инженерии повсеместно принято заменять μ на латинскую u (похоже по звучанию). uV = μV — общепринятое обозначение (например, 100uV = 100 мкВ). На осциллографах, мультиметрах, генераторах сигналов и панелях источников питания часто встречаются метки uV/mV/V/kV.
Чем отличается переменное напряжение от постоянного?
Постоянное напряжение (DC) — полярность не меняется во времени (батареи, USB, выходы адаптеров). Переменное напряжение (AC) — полярность периодически меняется (бытовая сеть). Для AC обычно указывают действующее значение (RMS). В сети 220 В (RMS) пиковое значение ≈311 В, размах ≈622 В. Мультиметр в режиме AC показывает действующее значение. При выборе TVS-диодов, варисторов и конденсаторов ориентируются на пиковое значение, а не на действующее — для цепи 220 В электролитический конденсатор должен быть на ≥350 В (обычно 400 В).
Где применяются напряжения уровня кВ? Меры безопасности.
Применения напряжений уровня кВ: 10 кВ — стандартное напряжение городских распределительных сетей; 220/500/1000 кВ (ультравысокое) — дальние ЛЭП; анод ЭЛТ-монитора — 20…30 кВ; рентгеновская трубка — десятки…150 кВ; электростатическая окраска и очистка — десятки кВ; электронные пушки и ускорители частиц — до МВ. При работах на высоком напряжении обязательно: отключить, проверить отсутствие напряжения, повесить плакат (LOTO), установить заземление, соблюдать безопасное расстояние (10 кВ ≥ 0,7 м, 110 кВ ≥ 1,5 м, 220 кВ ≥ 3 м), использовать изолирующие средства защиты, работать только вдвоём.
Как связаны децибелы (дБ) и напряжение?
Усиление по напряжению в дБ: G(дБ) = 20·lg(Vout/Vin). Коэффициент 20 — потому что мощность P=U²/R (для мощности коэффициент 10). 6 дБ ≈ удвоение напряжения, 20 дБ = 10-кратное, 40 дБ = 100-кратное, 60 дБ = 1000-кратное (ровно три порядка по 1000). Например, усиление ОУ с разомкнутой петлёй 100 дБ ≈ 10⁵ раз — 1 мВ на входе дал бы 100 В на выходе (на практике ограничено питанием). Радио- и аудиоинженерам часто приходится пересчитывать дБ в кратность напряжения и обратно.
Передаются ли мои данные о напряжениях на сервер? Безопасно ли это?
Нет, абсолютно ничего не передаётся. Вся логика пересчёта — чистый JavaScript, работающий в вашем браузере. Ни один сетевой запрос не отправляется. Сервер не видит параметры ваших схем, тестовые данные и информацию об эксплуатации электросетей. При закрытии вкладки всё очищается, cookie и localStorage не используются. Подходит для корпоративных НИОКР, эксплуатации энергосистем, военной электроники, высоковольтных работ, обучения и экзаменов — любых сценариев, чувствительных к конфиденциальности данных.
