مثير للإعجاب

تعريف الجهد في الفيزياء

تعريف الجهد في الفيزياء

الجهد هو تمثيل للطاقة الكهربائية المحتملة لكل وحدة شحن. إذا تم وضع وحدة الشحنة الكهربائية في مكان ما ، فإن الجهد يشير إلى الطاقة الكامنة لها في تلك المرحلة. بمعنى آخر ، هو قياس الطاقة الموجودة داخل حقل كهربائي ، أو دائرة كهربائية ، عند نقطة معينة. إنه مساوٍ للعمل الذي يجب القيام به لكل وحدة شحن مقابل الحقل الكهربائي لنقل الشحنة من نقطة إلى أخرى.

الجهد هو كمية العددية. ليس لديها الاتجاه. يقول قانون أوم إن الجهد يساوي المقاومة الحالية.

وحدات الجهد

وحدة SI من الجهد هي فولت ، بحيث 1 فولت = 1 جول / كولوم. ويمثلها V. سميت فولت باسم الفيزيائي الإيطالي أليساندرو فولتا الذي اخترع بطارية كيميائية.

وهذا يعني أن كولوم واحد من الشحن سيكسب جول واحد من الطاقة الكامنة عندما يتم نقله بين موقعين حيث يكون فرق الجهد الكهربائي هو فولت واحد. بالنسبة للجهد 12 بين موقعين ، سوف يحصل كولوم الشحن على 12 جول من الطاقة الكامنة.

تحتوي البطارية ذات الستة فولتات على إمكانية استخدام كولوم واحد من الشحن للحصول على ست جول من الطاقة الكامنة بين موقعين. تحتوي البطارية ذات التسع فولت على إمكانية تشغيل كولوم واحد من الطاقة للحصول على تسع جول من الطاقة الكامنة.

كيف يعمل الجهد

مثال أكثر واقعية للجهد من الحياة الحقيقية هو خزان المياه مع خرطوم يمتد من أسفل. المياه في الخزان تمثل الشحنة المخزنة. يستغرق ملء الخزان بالماء. هذا يخلق مخزنًا للمياه ، كما يفعل فصل الشحن في البطارية. كلما زاد عدد المياه الموجودة في الخزان ، زاد الضغط ، ويمكن للمياه الخروج من خلال الخرطوم مع المزيد من الطاقة. إذا كان هناك قدر أقل من المياه في الخزان ، فستخرج طاقة أقل.

هذا الجهد الضغط يعادل الجهد. لمزيد من الماء في الخزان ، والمزيد من الضغط. أكثر تهمة تخزينها في البطارية ، والمزيد من الجهد.

عند فتح الخرطوم ، فإن تيار الماء يتدفق. يحدد الضغط الموجود في الخزان سرعة خروجه من الخرطوم. يقاس التيار الكهربائي بالأمبيرات أو الأمبيرات. كلما زاد عدد الفولت لديك ، زاد عدد الأمبيرات للتيار ، مثلما زاد ضغط المياه لديك ، زادت سرعة تدفق المياه من الخزان.

ومع ذلك ، فإن التيار يتأثر أيضًا بالمقاومة. في حالة الخرطوم ، هو مدى عرض الخرطوم. يسمح الخرطوم العريض بمرور المزيد من المياه في وقت أقل ، في حين أن الخرطوم الضيق يقاوم تدفق المياه. مع وجود تيار كهربائي ، يمكن أن يكون هناك أيضًا مقاومة ، تقاس بالأوم.

يقول قانون أوم إن الجهد يساوي المقاومة الحالية. V = I * R. إذا كان لديك بطارية بقوة 12 فولت لكن مقاومتك تبلغ اثنين أوم ، سيكون التيار لديك بستة أمبير. إذا كانت المقاومة واحدة أوم ، فإن التيار سيكون 12 أمبير.