električni napon

električni napon (znak U ili u), skalarna fizikalna veličina koja opisuje razliku između električnih potencijala φ dviju točaka A i B električnoga polja ili električnoga strujnoga kruga: U_AB = φ_A – φ_B. Mjerna jedinica električnoga napona jest volt (V). Uređaj kojim se mjeri električni napon jest voltmetar.

Uobičajene su vrijednosti električnoga napona galvanskoga članka 1,5 V, automobilskoga električnoga akumulatora 12 V, efektivnoga električnoga napona kućne električne mreže 230 V, tramvajske mreže 600 V, željezničke mreže u Hrvatskoj 25 000 V.

Električni napon u električnome polju

Ako se u električnome polju pomiče pozitivni električni naboj protiv djelovanja sila polja, za mehanički rad troši se neka energija, a ako sile električnoga polja pomiču električni naboj protiv djelovanja nekog otpora, električno će polje obavljati mehanički rad i trošit će se energije električnoga polja. Električni napon između točaka A i B može se definirati kao U_AB = W_AB/q, gdje je W_AB mehanički rad između točaka A i B, a q električni naboj. U homogenom električnom polju električni napon između dviju ekvipotencijalnih ploha jednak je umnošku jakosti električnoga polja E i razmaka d između ekvipotencijalnih ploha U = Ed.

Električni napon u električnome strujnom krugu

U električnome strujnom krugu električni napon količnik je električne energije ΔE koja se u trošilima pretvara u druge oblike energije i električnoga naboja q, dakle: U = ΔE/q.

Za istosmjerni električni napon tj. električni napon u istosmjernom električnome strujnom krugu vrijedi Ohmov zakon: električni napon umnožak je električne struje I i električnog otpora R, dakle: U = IR.

Izmjenični električni napon može se opisati trima veličinama: trenutačni električni napon u, maksimalni električni napon U_max i efektivni električni napon U_ef. U izmjeničnom električnome strujnom krugu trenutačna vrijednost izmjeničnog električnog napona vremenski se mijenja po sinusnoj funkciji: u = U_max sin (ωt + α₀), gdje je ω kutna brzina, t vrijeme, a α₀ početni kut. Efektivna vrijednost električnoga napona jednaka je po iznosu onom stalnom istosmjernom električnom naponu koji na istome otporniku za isto vrijeme daje jednak toplinski učinak, odnosno: \(\displaystyle U_{\rm ef}=\cfrac{U_{\rm max}}{\sqrt2}\;.\) Za izmjenični električni napon vrijedi Ohmov zakon za izmjenični strujni krug: u = iZ, gdje je i trenutačna izmjenična električna struja, a Z impedancija.

Trofazni električni napon

Trofazni električni napon električnoga voda sustav je triju sinusno promjenljivih električnih napona, U_R, U_S i U_T, jednake amplitude i efektivne vrijednosti zajedno proizvedenih u trofaznom električnom generatoru, vremenski jedan prema drugom fazno pomaknutih za jednu trećinu perioda titranja. Fazni napon (znak U_F) jest električni napon između električnoga vodiča koji nije uzemljen i neutralnoga vodiča, a linijski napon (znak U_L) električni napon između pojedinih neuzemljenih električnih vodiča (linija).