تعريف الجهد في الفيزياء

الجهد هو تمثيل الطاقة الكامنة الكهربائية لكل وحدة شحن. إذا تم وضع وحدة الشحنة الكهربائية في مكان ما ، فإن الجهد يشير إلى الطاقة الكامنة منه في تلك المرحلة. وبعبارة أخرى ، هو قياس الطاقة الموجودة داخل الحقل الكهربائيأو دارة كهربائية عند نقطة معينة. وهو يساوي العمل الذي يجب القيام به لكل شحنة وحدة مقابل المجال الكهربائي لنقل الشحنة من نقطة إلى أخرى.

الجهد هو كمية العددية. ليس لها اتجاه. يقول قانون أوم أن الجهد يساوي مقاومة الأوقات الحالية.

ال وحدة si الجهد هو الفولت ، مثل 1 فولت = 1 جول / كولوم. ويمثلها V. تم تسمية فولت على اسم الفيزيائي الإيطالي اليساندرو فولتا الذي اخترع بطارية كيميائية.

هذا يعني أن كولومب واحد من الشحن سيحصل على جول واحد من الطاقة الكامنة عندما يتم نقله بين موقعين حيث يكون فرق الجهد الكهربائي فولت واحد. لجهد 12 بين موقعين ، سيحصل كولوم واحد من الشحن على 12 جولًا من الطاقة الكامنة.

تحتوي البطارية ذات الستة فولتات على قدرة كولوم واحدة للشحن للحصول على ستة جول من الطاقة الكامنة بين موقعين. تحتوي البطارية ذات التسعة فولت على إمكانية شحن كولوم واحد لتسعة جول من الطاقة الكامنة.

مثال أكثر واقعية للجهد من الحياة الواقعية هو خزان المياه مع خرطوم يمتد من الأسفل. يمثل الماء في الخزان الشحنة المخزنة. يستغرق ملء الخزان بالماء العمل. يؤدي هذا إلى إنشاء مخزن للمياه ، كما يفعل فصل الشحن في البطارية. كلما زاد عدد المياه في الخزان ، زاد الضغط ويمكن خروج الماء من خلال الخرطوم بمزيد من الطاقة. إذا كان هناك ماء أقل في الخزان ، فسوف يخرج بطاقة أقل.

جهد الضغط هذا يعادل الجهد. لمزيد من المياه في الخزان ، والمزيد من الضغط. كلما زاد الشحن المخزن في البطارية ، زاد الجهد.

عند فتح الخرطوم ، يتدفق تيار الماء. يحدد الضغط في الخزان مدى سرعة تدفقه من الخرطوم. التيار الكهربائي يقاس أمبير أو أمبير. كلما زادت الفولت لديك ، زاد عدد التيار للتيار الكهربائي ، مثلما زاد ضغط المياه لديك ، زادت سرعة تدفق المياه من الخزان.

ومع ذلك ، يتأثر التيار أيضًا بالمقاومة. في حالة الخرطوم ، هو مدى اتساع الخرطوم. يسمح الخرطوم الواسع بمرور المزيد من الماء في وقت أقل ، بينما يقاوم الخرطوم الضيق تدفق المياه. مع التيار الكهربائي ، يمكن أن تكون هناك مقاومة تقاس بالأوم.

قانون أوم يقول الجهد يساوي مقاومة الأوقات الحالية. V = I * R. إذا كان لديك بطارية 12 فولت لكن مقاومتك تبلغ 2 أوم ، فإن تيارك سيكون ستة أمبير. إذا كانت المقاومة أوم واحدة ، فإن تيارك سيكون 12 أمبير.