Різниця напруг, також відома як різниця електричного потенціалу, є показником роботи, виконаної на одиницю заряду, для переміщення тестового заряду між двома точками в електричному полі. Вона представляє енергію, необхідну для переміщення одиниці додатнього заряду з однієї точки в іншу всередині електричної схеми або поля. Різниця напруг є тим, що стимулює потік електричного струму в схемі.
Коли ми говоримо про різницю напруг, ми фактично говоримо про різницю електричного потенціалу між двома точками. Ця різниця може спричинити потік зарядів, якщо існує провідний шлях між цими двома точками. На практиці різниця напруг є тим, що призводить до потоку струму через провідник, коли він підключений в замкнутому контурі.
Одиниці вимірювання різниці напруг
Стандартною одиницею вимірювання різниці напруг є вольт (V). Вольт названий на честь італійського фізика Алессандро Вольта, який винайшов вольтовий стовп, одну з найраніших форм електричних батарей.
Визначення вольта
Один вольт (V) визначається як різниця потенціалу, яка надасть одну джоуль (J) енергії одному куло́н (C) заряду, коли він переміщується між двома точками. Математично це можна виразити так:
1 вольт = 1 джоуль на кулон
Або в основних одиницях СІ
1 В = 1 Дж/Кл
Це означає, що якщо у вас є різниця напруг 1 вольт, переміщення одного кулона заряду між двома точками буде вимагати одну джоуль роботи.
Практичні приклади
Ось деякі практичні приклади, щоб проілюструвати концепцію різниці напруг
Напруга батареї
Типова батарея AA має різницю напруг 1,5 вольт. Це означає, що коли ви підключаєте схему до кінцевих контактів батареї, різниця електричного потенціалу між додатним і від'ємним контактами становить 1,5 вольт.
Домашнє електропостачання
У багатьох країнах домашнє електропостачання забезпечує різницю напруг приблизно 120 вольт (в Північній Америці) або 230 вольт (в Європі). Ця різниця напруг використовується для живлення різних пристроїв та приладів у домах.
Електронні пристрої
Більшість сучасних електронних пристроїв, таких як смартфони та ноутбуки, використовують батареї з різницею напруг від 3,7 вольт до більших значень, залежно від пристрою.
Вимірювання різниці напруг
Для вимірювання різниці напруг використовується вольтметр. Вольтметр — це прилад, призначений для вимірювання різниці потенціалу між двома точками в схемі. Коли правильно підключений паралельно до компонента, вольтметр показує різницю напруг по цьому компоненту.
Висновок
Різниця напруг є фундаментальною концепцією в електриці, що представляє різницю електричного потенціалу між двома точками. Вона вимірюється в вольтах, де один вольт відповідає різниці потенціалу, яка виконає одну джоуль роботи на кулон заряду, переміщений між двома точками. Розуміння різниці напруг є важливим для аналізу та проектування електричних схем та систем.
