ولتیچه است؟
ولت (که به عنوان اختلاف پتانسیل الکتریکی، نیروی الکتروموتور emf، فشار الکتریکی یا تنش الکتریکی نیز شناخته میشود) به عنوان اختلاف پتانسیل الکتریکی بر واحد بار بین دو نقطه در یک میدان الکتریکی تعریف میشود. ولت ریاضیاً (یعنی در فرمولها) با نماد "V" یا "E" بیان میشود.
اگر به دنبال توضیحی بیشتر و قابل فهمتر برای توضیح مفهوم ولت هستید، به این بخش از مقاله مراجعه کنید.
در غیر این صورت، در ادامه تعریف رسمیتر ولت را ارائه میدهیم.
در یک میدان الکتریکی ساکن، کار لازم برای جابجایی واحد بار بین دو نقطه به عنوان ولت شناخته میشود. ریاضیاً، ولت میتواند به صورت زیر بیان شود،
که در آن کار انجام شده به جول و بار به کولن محاسبه میشود.
میتوانیم ولتاژ را به عنوان مقدار انرژی پتانسیل بین دو نقطه در یک مدار تعریف کنیم.
یک نقطه دارای پتانسیل بالاتر و نقاط دیگر دارای پتانسیل پایینتر است. تفاوت شارژ بین پتانسیل بالاتر و پایینتر به نام ولتاژ یا تفاوت پتانسیل شناخته میشود.
ولتاژ یا تفاوت پتانسیل نیرویی را به الکترونها میدهد تا از طریق مدار جریان پیدا کنند.
هرچه ولتاژ بالاتر باشد، نیروی بیشتری وجود دارد و بنابراین الکترونهای بیشتری از طریق مدار جریان پیدا میکنند. بدون ولتاژ یا تفاوت پتانسیل، الکترونها به صورت تصادفی در فضای آزاد حرکت میکنند.
ولتاژ گاهی اوقات به عنوان "تنش الکتریکی" نیز شناخته میشود. برای مثال، ظرفیت ولتاژی کابلها مانند ۱ کیلوولت، ۱۱ کیلوولت و ۳۳ کیلوولت به ترتیب به عنوان کابلهای با تنش پایین، تنش بالا و تنش فوقالعاده شناخته میشوند.
مانند آنچه ذکر شد، ولتاژ به عنوان تفاوت پتانسیل الکتریکی بر واحد شارژ بین دو نقطه در یک میدان الکتریکی تعریف میشود. بیایید این مفهوم را با استفاده از معادلات توصیف کنیم.
دو نقطه A و B را در نظر بگیرید.
پتانسیل نقطه A نسبت به نقطه B به عنوان کار انجام شده در حرکت یک واحد شارژ از نقطه A به B در حضور میدان الکتریکی E تعریف میشود.
به صورت ریاضی، این میتواند به صورت زیر بیان شود،
این همچنین تفاوت پتانسیل بین نقاط A و B با نقطه B به عنوان نقطه مرجع است. این میتواند به صورت زیر نیز بیان شود،
![]()
حالاً مفهوم ولتاژ میتواند مفهومی پیچیده برای درک باشد.
بنابراین از یک تشبیه به چیزی ملموس واقعی استفاده خواهیم کرد تا درک ولتاژ را آسانتر کنیم.
"تشبیه هیدرولیک" یک تشبیه رایج است که برای توضیح ولتاژ استفاده میشود.
در تشبیه هیدرولیک:
ولتاژ یا پتانسیل الکتریکی معادل فشار آب هیدرولیکی است
جریان الکتریکی معادل نرخ جریان آب هیدرولیکی است
بار الکتریکی معادل مقدار آب است
یک رسانا الکتریکی معادل لوله است
تصور کنید یک مخزن آب مانند شکل زیر داریم. شکل (الف) دو مخزن را نشان میدهد که با سطح آب یکسان پر شدهاند. بنابراین، آب نمیتواند از یک مخزن به مخزن دیگر جریان پیدا کند زیرا تفاوت فشاری وجود ندارد.
حالا، شکل (ب) دو مخزن را با سطحهای آب مختلف نشان میدهد. بنابراین بین این دو مخزن تفاوت فشاری وجود دارد. بنابراین آب از یک مخزن به مخزن دیگر جریان خواهد یافت تا سطح آب در هر دو مخزن یکسان شود.
به طور مشابه، اگر دو باتری با سطوح ولتاژ مختلف را از طریق سیم رسانا به هم متصل کنیم، بارها از باتری با پتانسیل بالاتر به باتری با پتانسیل پایینتر جریان خواهند یافت. بنابراین باتری با پتانسیل پایینتر شارژ میشود تا پتانسیل هر دو باتری یکسان شود.
یک مخزن آب را در ارتفاع مشخصی از زمین قرار دهید.
فشار آب در انتهای لوله معادل ولتاژ یا اختلاف پتانسیل در یک مدار الکتریکی است. آب در مخزن معادل بار الکتریکی است. حالا اگر مقدار آب در مخزن را افزایش دهیم، فشار بیشتری در انتهای لوله ایجاد میشود.
برعکس، اگر مقداری از آب مخزن را خالی کنیم، فشار ایجاد شده در انتهای لوله کاهش خواهد یافت. میتوانیم این مخزن آب را مثل یک باتری ذخیرهکننده در نظر بگیریم. وقتی ولتاژ باتری کاهش یابد، چراغها تاریکتر میشوند.
بیایید بفهمیم چگونه ولتاژ یا اختلاف پتانسیل در یک مدار الکتریکی کار میکند. مدار الکتریکی در شکل زیر نشان داده شده است.

همانطور که در مدار هیدرولیک آب نشان داده شده است، آب از طریق یک لوله توسط یک پمپ مکانیکی جریان مییابد. لوله معادل سیم رسانا در یک مدار الکتریکی است.
حالا، اگر یک پمپ مکانیکی تفاوت فشاری بین دو نقطه ایجاد کند، آب تحت فشار قادر خواهد بود کاری را انجام دهد، مانند چرخاندن یک توربین.
به طور مشابه، در یک مدار الکتریکی، اختلاف پتانسیل یک باتری میتواند باعث جریان بار در رسانا شود و بنابراین کاری را انجام دهد، مانند روشن کردن چراغ.
واحد SI برای ولتاژ ولت است. این با حرف V نشان داده میشود. ولت واحد مشتق شده SI برای ولتاژ است. فیزیکدان ایتالیایی آلوساندرو ولتا (۱۷۴۵-۱۸۲۷) که پیل ولتا را اختراع کرد، اولین باتری الکتریکی بود و بنابراین واحد ولت به افتخار او نامگذاری شده است.
ولت میتواند به عنوان تفاوت پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه در یک مدار الکتریکی تعریف شود که یک جول انرژی را برای هر کولوم بار که از مدار عبور میکند مصرف میکند. ریاضیاً، این میتواند به صورت زیر بیان شود،
بنابراین، ولت میتواند به صورت واحدهای پایه SI به صورت
یا
بیان شود.
این میتواند به صورت وات بر آمپر یا آمپر ضرب اهم نیز اندازهگیری شود.
فرمول اصلی ولتاژ در تصویر زیر نمایش داده شده است.
بر اساس قانون اهم، ولتاژ میتواند به صورت زیر بیان شود،
همانطور که در مدار زیر نشان داده شده است، جریان ۴ آمپر از مقاومت ۱۵ اهم میگذرد. فشار الکتریکی را در این مدار تعیین کنید.
حل:
دادههای موجود:
, ![]()
بر اساس قانون اهم،
بنابراین، با استفاده از معادله، فشار الکتریکی ۶۰ ولت در مدار به دست میآید.
توان منتقل شده حاصل ضرب ولتاژ تغذیه و جریان الکتریکی است.
اکنون،
را در معادله بالا قرار دهید تا بدست آوریم،
بنابراین، ولتاژ برابر است با توان تقسیم بر جریان. ریاضیاً،
همانطور که در مدار زیر نشان داده شده است، جریان ۲ آمپر از یک لامپ ۴۸ وات عبور میکند. ولتاژ تغذیه را تعیین کنید.
حل:
دادههای موجود:
, ![]()
بر اساس فرمول بین ولتاژ، توان و جریان که در بالا ذکر شده است،
بنابراین، با استفاده از این معادله، ولتاژ تغذیه ۲۴ ولت بدست میآید.
بر اساس معادله (۱)، ولتاژ ریشه دوم حاصلضرب توان و مقاومت است. ریاضیاً،
مانند مدار زیر، ولتاژ لازم برای روشن کردن یک لمپ ۵ وات با مقاومت ۲ اهم را تعیین کنید.
حل:
دادههای داده شده:
, ![]()
بر اساس فرمول ذکر شده،
بنابراین، با استفاده از معادله فوق، ولتاژ لازم برای روشن کردن لمپ ۵ وات با مقاومت ۲ اهم ۳.۱۶ ولت است.
نماد ولتاژ جریان متناوب (جریان متناوب) به صورت زیر نمایش داده میشود:
نماد ولتاژ جریان مستقیم (جریان مستقیم) به صورت زیر نمایش داده میشود:
ولتاژ (V) نماینده انرژی الکتریکی بر واحد شارژ است.
ابعاد ولتاژ را میتوان با استفاده از کمیتهای جرم (M)، طول (L)، زمان (T) و آمپر (A) به صورت
بیان کرد.
لطفاً توجه داشته باشید که برخی از افراد I را به جای A برای نمایش جریان استفاده میکنند. در این صورت، بعد ولتاژ میتواند به جای آن به صورت
نشان داده شود.
در یک مدار الکتریکی و الکترونیکی، اندازهگیری ولتاژ یک پارامتر ضروری است که باید اندازهگیری شود. میتوانیم ولتاژ بین یک نقطه خاص و زمین یا خط صفر ولتا در یک مدار را اندازهگیری کنیم.
در یک مدار سه فازی، اگر ولتاژ بین هر یک از فازها و نقطه خنثی را اندازهگیری کنیم، آن را ولتاژ خط به زمین مینامند.
به طور مشابه، اگر ولتاژ بین هر دو فاز از سه فاز را اندازهگیری کنیم، آن را ولتاژ خط به خط مینامند.
ابزارهای مختلفی برای اندازهگیری ولتاژ وجود دارد. هر روش را بیان میکنیم.
ولتاژ بین دو نقطه در یک سیستم میتواند با استفاده از یک ولتمتر اندازهگیری شود. برای اندازهگیری ولتاژ، ولتمتر باید موازی با مولفهای که ولتاژ آن قرار است اندازهگیری شود، متصل شود.
یک سیم ولتمتر باید به نقطه اول و یک سیم دیگر به نقطه دوم متصل شود. توجه داشته باشید که ولتمتر هرگز باید به صورت سریالی (سری) متصل نشود.
ولتمتر میتواند برای اندازهگیری فشار الکتریکی در هر جزء یا مجموع فشار الکتریکی در دو یا چند جزء درون مدار استفاده شود.
ولتمتر آنالوگ با اندازهگیری جریان از طریق یک مقاومت ثابت کار میکند. حال، بر اساس قانون اهم، جریان از طریق مقاومت مستقیماً متناسب با ولتاژ یا تفاوت پتانسیل در مقاومت ثابت است. بنابراین، میتوانیم ولتاژ ناشناخته را تعیین کنیم.
مثال دیگری از اتصال ولتمتر برای اندازهگیری ولتاژ یک باتری ۹ ولتی در شکل زیر نشان داده شده است:
در روزهای کنونی، یکی از روشهای رایج برای اندازهگیری ولتاژ استفاده از چندسنج است. چندسنج میتواند آنالوگ یا دیجیتال باشد اما چندسنجهای دیجیتال به دلیل دقت بالاتر و هزینه کمتر بیشتر مورد استفاده قرار میگیرند.
ولتاژ یا تفاوت پتانسیل در هر تجهیزات میتواند با اتصال سوندهای چندسنج به دو نقطهای که ولتاژ در آنها اندازهگیری میشود، ساده اندازهگیری شود. اندازهگیری ولتاژ باتری با استفاده از چندسنج در تصویر زیر نشان داده شده است.
پتانسیومتر بر اساس اصل تعادل صفر کار میکند. این دستگاه ولتاژ را با مقایسه ولتاژ ناشناخته با ولتاژ مرجع شناخته شده اندازهگیری میکند.
سایر دستگاههایی مانند اسکیلوسکوپ یا ولتمتر الکترواستاتیک نیز میتوانند برای اندازهگیری ولتاژ استفاده شوند.
تفاوت اصلی بین ولتاژ و جریان این است که ولتاژ، تفاوت پتانسیل بارهای الکتریکی بین دو نقطه در یک میدان الکتریکی است، در حالی که جریان، جریان بارهای الکتریکی از یک نقطه به نقطه دیگر در یک میدان الکتریکی است.
میتوانیم بگوییم که ولتاژ علت جریان است در حالی که جریان اثر ولتاژ است.
هرچه ولتاژ بالاتر باشد، جریان بین دو نقطه بیشتر خواهد بود. توجه داشته باشید که اگر دو نقطه در یک مدار همان پتانسیل را داشته باشند، جریان نمیتواند بین آن نقاط جریان یابد. اندازه ولتاژ و جریان به یکدیگر بستگی دارند (بر اساس قانون اهم).
تفاوتهای دیگر بین ولتاژ و جریان در جدول زیر بحث شده است.
| Voltage | Current |
| The voltage is the difference in potential between two points in an electric field. | The current is the flow of charges between two points in an electric field. |
| The symbol of the current is I. | The SI unit of current is ampere or amp. |
| The symbol of voltage is V or ΔV or E. | The symbol of current is I. |
| Voltage can be measured by using a voltmeter. | Current can be measured by using an ammeter. |
| In a parallel circuit, the magnitude of voltage remains the same. | In a series circuit, the magnitude of the current remains the same. |
| The voltage creates a magnetic field around it. | The current creates an electrostatic field around it. |
| Dimensions of voltage is |
Dimensions of current is |
| In the hydraulic analogy, electric potential or voltage is equivalent to hydraulic water pressure. | In the hydraulic analogy, electric current is equivalent to hydraulic water flow rate. |
| The voltage is the cause of the current flowing in the circuit. | An electric current is the effect of a voltage. |
تفاوت زیادی بین ولتاژ و اختلاف پتانسیل وجود ندارد. اما میتوانیم تفاوت بین آنها را به صورت زیر توصیف کنیم.
ولتاژ مقدار انرژی لازم برای حرکت واحد بار بین دو نقطه است، در حالی که اختلاف پتانسیل تفاوت بین پتانسیل بالاتر یک نقطه و پتانسیل پایینتر نقطه دیگر است.
به دلیل بار نقطهای:
ولتاژ پتانسیل حاصل در یک نقطه با در نظر گرفتن نقطه مرجع در بینهایت است. در حالی که اختلاف پتانسیل تفاوت پتانسیل بین دو نقطه در فواصل محدود از بار است. ریاضیاً آنها را میتوان به صورت زیر بیان کرد،
اگر تمایل دارید توضیحات ویدیویی درباره ولتاژ را مشاهده کنید، به ویدیو زیر مراجعه کنید:
ولتاژ معمولی به عنوان سطح یا درجه ولتاژ معمولی دستگاه یا تجهیزات الکتریکی تعریف میشود.
فهرستی از ولتاژهای معمول برای انواع مختلف تجهیزات الکتریکی در زیر آمده است.
باتریهای سرب-اسید که در خودروهای برقی استفاده میشوند: ۱۲ ولت دیسی. باتری ۱۲ ولتی شامل ۶ سلول با ولتاژ مشترک هر سلول ۲.۱ ولت است. لازم به ذکر است که سلولها به صورت سری به هم متصل میشوند تا ولتاژ کل افزایش یابد.
سلولهای خورشیدی: معمولاً ولتاژ حدود ۰.۵ ولت دیسی را تحت شرایط مدار باز تولید میکنند. با این حال، غالباً چندین سلول خورشیدی به صورت سری به هم متصل میشوند تا پانلهای خورشیدی تشکیل شوند که میتوانند ولتاژ کل بالاتری را تولید کنند.
USB: ۵ ولت دیسی.
خط انتقال برق با ولتاژ بالا: ۱۱۰ کیلوولت تا ۱۲۰۰ کیلوولت جریان متناوب.
خطوط برق قطارهای پرسرعت (جریان): ۱۲ کیلوولت و ۵۰ کیلوولت جریان متناوب یا ۰.۷۵ کیلوولت و ۳ کیلوولت جریان مستقیم.
منبع تغذیه TTL/CMOS: ۵ ولت.
باتری شارژپذیر نیکل-کادمیوم تک سلولی: ۱.۲ ولت.
باتریهای فانوس: ۱.۵ ولت دیسی.
ولتاژ معمولی که توسط شرکت توزیع به مصرفکنندگان خانگی تأمین میشود عبارت است از:
۱۰۰ ولت، یکفاز جریان متناوب در ژاپن
۱۲۰ ولت، یکفاز جریان متناوب در آمریکا
۲۳۰ ولت، یکفاز جریان متناوب در هند و استرالیا
ولتاژ معمولی که توسط شرکت توزیع به مصرفکنندگان صنعتی تأمین میشود عبارت است از:
۲۰۰ ولت، سهفاز جریان متناوب در ژاپن
۴۸۰ ولت، سهفاز جریان متناوب در آمریکا
۴۱۵ ولت، سهفاز جریان متناوب در هند
برخی از کاربردهای ولتاژ عبارتند از:
یکی از کاربردهای معمول ولتاژ، تعیین کاهش ولتاژ در یک دستگاه یا تجهیزات الکتریکی مانند مقاومت است.
افزودن ولتاژ برای افزایش ولتاژ کل ضروری است. بنابراین، سلولها به صورت سری به هم متصل میشوند تا ولتاژ کل افزایش یابد.
ولتگه د هر چاپیری او د الکترونیکي تجهیزاتو لپاره د اساسی انرژی منبع دی. له کوچني ولت (5 V) څخه تر لوی ولت (415 V) پورې د مختلف کارونو لپاره کارول کیږي.
کم ولت معمولاً د بسیاری الکترونیکي تجهیزات او کنټرول کارونو لپاره کارول کیږي.
لوی ولت د
الکترواستاتیک چاپ، الکترواستاتیک رنګ، الکترواستاتیک مواد پوشیدل
فضایي کسمولوجي پوهنه
الکترواستاتیک پرسيپیټر (هوایي آلودگي کنترول)
جت پروپلشن لابراتوار
لوی قدرتی تقویت کننده ویکیوم تیوبونه
دی الکتریکی آزمون
غذا او نوشته آزمون
الکترواسپریینګ او اسپینینګ کارونه, الکتروفوتوګرافی
پلاسمایی کارونه
سطح سنسینګ
فلش لمب
سونار
د آزمون الکترونیکي تجهیزات لپاره
منبع: Electrical4u
بیانیه: اصلیت را په احترام، خوب مقالې وړاندیز شوي دي، که د حق ناسپارۍ موجود وي په وړاندیز کړئ حذف شي.