Ni wapi ni Umbo?
Umbo (linaloifanyika kama tofauti ya umbo wa mawimbi, nguvu ya mawimbi emf, shughuli ya umeme, au uchovu wa umeme) unaelezwa kama tofauti ya umbo wa mawimbi kila kengele kati ya viwango vingine katika mazingira ya umeme. Umbo unatumika kwa njia ya hisabati (yaani, katika fomulasi) kutumia ishara “V” au “E”.
Ikiwa unatafsiri kwa njia rahisi zaidi ili kuelezea umbo ni nini, tafuta sehemu hii ya maudhui.
Vinginevyo, tutafuatilia chini na maelezo zaidi ya rasmi la umbo.
Katika mazingira ya umeme statiki, kazi inayohitajika kusogeza kila kengele kati ya viwango vingine vilihitaji umbo. Kwa njia ya hisabati, umbo unaweza kuonyeshwa kama,
Hapa kazi iliyofanyika ni joules na kengele ni coulombs.
Tunaweza kuchanganisha voltage kama kiasi cha nishati ya uwezo kati ya viwango mbili katika mzunguko.
Viwango moja lina uwezo wa juu na viwango vingine vilikuwa na uwezo wa chini. Tofauti ya kupeleka kutoka kwenye uwezo wa juu hadi uweuo wa chini inatafsiriwa kama voltage au tofauti ya uwezo.
Voltage au tofauti ya uwezo hutoa nguvu kwa electrons kutembea kupitia mzunguko.
Vipi voltage zinazozidi, nguvu zinazozidi, na hivyo electrons zinazozidika zinatembea kupitia mzunguko. Bila voltage au tofauti ya uwezo, electrons zingeweza kusogeza kwa urahisi katika nchi ya huruma.
Voltage mara nyingi hutumika kama “electric tension”. Kwa mfano, uwezo wa voltage wa cables kama vile 1 kV, 11 kV, na 33 kV hutaja kama low tension, high tension, na super tension cables tarehe sambamba.
Kama limetajwa, voltage linachanganishwa kama tofauti ya uwezo wa electric per unit charge kati ya viwango mbili katika electric field. Hebu tuone hiyo kwa kutumia equations.
Angalia viwango A na B.
Uwezo wa viwango A kulingana na viwango B unachanganishwa kama kazi iliyofanyika kwa kukutana na unit charge kutoka viwango A hadi B katika presence ya electric field E.
Mathematically, hii inaweza kutafsiriwa kama,
Hii pia ni tofauti ya uwezo kati ya viwango A na B ambavyo viwango B ni kama reference point. Inaweza pia kutafsiriwa kama,
![]()
Sasa hivi unaweza kuwa na shida kuelewa konsepti ya umboaji wa umeme.
Tutatumia mtazamo wa kitu kinachojua kutokana na ulimwengu wa kweli ili kusaidia kufanya umboaji wa umeme uwe rahisi zaidi kuelewa.
Mtazamo wa "Hydraulic" ni mtazamo wa kawaida unatumika kusaidia kuelewa umboaji wa umeme.
Katika mtazamo wa hydraulic:
Umboaji au chombo cha umeme ni sawa na mlingo wa maji
Mzunguko wa umeme ni sawa na mzunguko wa maji
Chombo cha umeme ni sawa na kiasi cha maji
Conductor wa umeme ni sawa na pipa
Angalia tunda la maji kama linavyoonyeshwa katika picha chini. Picha (a) inaonesha viwanda vya maji viwili vilivyotambulika na kiwango cha maji sawa. Hivyo basi, maji hayawezi kumzunguka kutoka kwenye tunda moja hadi lingine kwa sababu hakuna tofauti ya mlingo.
Sasa, Mifano (b) inaonyesha mifuko miwili yenye maji ya viwango vingine. Kwa hivyo kuna tofauti ya uwiano wa nguvu kati ya mifuko miwili haya. Hivyo basi, maji yatafika kutoka kwa mifuko moja hadi mifuko nyingine hadi viwango vya maji vya mifuko vyote viwe sawa.
Vilevile, ikiwa tunauunganisha mifuko miwili ya umeme kwa usemi unaounganisha na viwango vingine vya voliji, basi chaguo zitaweza kufika kutoka kwa mifuko ya kiwango cha juu hadi mifuko ya kiwango cha chini. Hivyo basi, mifuko ya kiwango cha chini itapata umeme hadi ikiwa viwango vya mifuko miwili vyote viwe sawa.
Angalia mifuko ya maji linalowekwa kwenye ukuta fulani au juu zaidi ya ardhi.
Uwiano wa nguvu wa maji ukaishoni wa mifuko ni sawa na voliji au tofauti ya uwiano wa nguvu katika mzunguko wa umeme. Maji yaliyomo mifuko ni sawa na chaguo cha umeme. Sasa ikiwa tutongeza kiasi cha maji mifuko, basi utafanya zaidi wa uwiano wa nguvu ukaishoni wa mifuko.
Kinyume, ikiwa tutokoselea kiasi fulani la maji mifuko, basi utafanya wa uwiano wa nguvu ukaishoni wa mifuko utapungua. Tunaweza kusimamia mifuko ya maji haya kama mifuko ya umeme. Mara voliji ya mifuko ya umeme ipungue, magonjwa yanaposikana.
Hebu tuuelewe kwa jinsi gawa inaweza kufanyika na voliji au tofauti ya uwiano wa nguvu katika mzunguko wa umeme. Mzunguko wa umeme unavyoonyeshwa kwenye picha ifuatayo chini.

Kama inavyoonyeshwa kwenye mzunguko wa maji, maji yanaenda kwa njia ya pipa iliyotengenezwa na pompa ya kiholela. Pipa ni sawa na usemi wa umeme katika mzunguko wa umeme.
Sasa, ikiwa pompa ya kiholela itafanya tofauti ya uwiano wa nguvu kati ya vipimo viwili, basi maji yaliyofikiwa yatakua zinaweza kufanya kazi, kama kutumia turbine.
Vilevile, katika mzunguko wa umeme, tofauti ya uwiano wa nguvu ya mifuko ya umeme inaweza kuunda mwendo wa umeme kwa kutumia usemi, hivyo basi, kazi inaweza kufanyika kwa kuanza umeme, kama kutumia taa.
Vitambini SI ya umeme ni volti. Hii inachanganishwa kwa V. Volta ni vitambini vya SI vilivyotengenezwa. Mwana hisabati wa Italia Alessandro Volta (1745-1827), aliyeunda mizigo ya volta, ambayo ilikuwa bata ya umeme ya kwanza, hivyo, vitambini vya volti vinajulikana kwa ajili yake.
Volta inaweza kutafsiriwa kama tofauti ya nguvu ya umeme kati ya viwanja viwili katika mzunguko wa umeme ambao hutumia joule moja ya nishati kwa kila coulombi moja ya chaguo linalopita kwenye mzunguko wa umeme. Kwa hesabu, hii inaweza kutafsiriwa kama,
Hivyo, volti inaweza kutafsiriwa kwa vitambini msingi vya SI kama
au
.
Inaweza pia kutathmini kwa watia kwa ampere au ampere mara ohms.
Muundo muhimu wa umbo wa volti unavyoonyeshwa kwenye picha chini.
Kulingana na Sheria ya Ohm, volts zinaweza kutathmini kama,
Kama inavyoonyeshwa katika umeme hapa chini, kuna mzunguko wa umeme wa 4 A unayofikia upinzani wa 15 Ω. Tafuta kupungua king'ori katika umeme.
Mwongozo:
Taarifa zilizopewa:
, ![]()
Kulingana na sheria ya Ohm,
Hivyo, kutumia mwongozo huu tunapata kupungua king'ori katika umeme ni 60 volts.
Nguvu iliyopinduliwa ni bidhaa ya king'ori uliofunishwa na mzunguko wa umeme.
Sasa, weka
katika mlinganyo wa juu tunapata
Kwa hivyo, tunapata umeme ni sawa na nguvu ya uchawi gawanya na utokaji. Kwa hesabu,
Kama inavyoonekana kwenye mzunguko chini, utokaji wa 2 A unaelekea taa ya 48 W. Tafuta umeme wa mpangilio.
Utaratibu:
Data Iliyotolewa:
, ![]()
Kulingana na formula ya kutoka kwa umeme, nguvu, na mzunguko iliyosema hapa juu,
Basi, kutumia equation hii tunapata umeme wa 24 volts.
Kulingana na equation (1), Umeme ni msingi wa bidhaa ya nguvu na ukuzimu. Kwa hisabati,
Kama inavyoonyeshwa kwenye mzunguko wa chini tafuta umeme unahitajika kutoka kwa taa ya 5 W yenye upiwaniajia wa kiwango cha 2 Ω.
Suluhisho:
Taarifa zilizopewa:
, ![]()
Kulingana na hesabu iliyotajwa hapa juu,
Basi, kutumia hesabu hii tunapata umeme unahitajika kutoka kwa taa ya 5 W, 2Ω ni 3.16 Volts.
Alama ya umbo wa mwanga AC (umbo wa mwanga unao badilika) inapatikana chini:
Alama ya umbo wa mwanga DC (umbo wa mwanga usio badilika) inapatikana chini:
Umbo wa mwanga (V) ni maudhui ya nguvu ya umbo wa mwanga nguvu kwa kila viungo.
Mizizi ya umbo wa mwanga zinaweza kutathmini kwa kutumia uzito (M), urefu (L), muda (T), na amperi (A) kama inavyoelezwa hapa
.
Kumbuka kuwa wengine pia huchukua I kulingana na A ili kusimbuliaji current. Katika hali hii, dimensio ya voltage inaweza kutolewa kama
.
Katika mzunguko wa umeme na elektroniki, ukuta wa voltage ni paramita muhimu ambayo yanahitaji kukutana. Tunaweza kutafuta voltage kati ya eneo fulani na ground au mistari ya zero-volt katika mzunguko.
Katika mzunguko wa 3-phase, ikiwa tunapata voltage kati ya phase yoyote moja kutoka kwenye 3-phase na neutral point basi hii itakuwa inatafsiriwa kama line-to-ground voltage.
Vivyo hivyo, ikiwa tunapata voltage kati ya phase mbili kutoka kwenye 3-phase basi hii itakuwa inatafsiriwa kama line-to-line voltage.
Kuna vifaa vingineko vilivyotumika kutafuta voltage. Hebu tuongee kila njia.
Voltage kati ya eneo mbili katika mzunguko unaweza kutafuta kwa kutumia voltmeter. Ili kutafuta voltage, voltmeter lazima uwe unaunganishwa kwa parallel na component ambao anayotafuta voltage yake.
Kitambulisho chenye voltmeter lazima liunganishwe kwenye eneo kwanza na kitambulisho kingine kwenye eneo la pili. Kumbuka kuwa voltmeter haipaswi kuunganishwa kwa series.
Voltmetri pia inaweza kutumika kwa matumizi ya kupimia ongezeko la voliji juu ya aina yoyote au jumla ya ongezeko la voliji juu ya viwango vingine au zaidi katika mzunguko wa umeme.
Voltmetri analog inafanya kazi kwa kupimia mawimbi kati ya resistor maalum. Sasa, kulingana na sheria ya Ohm, mawimbi kati ya resistor ni sawa kwa kiasi cha voliji au tofauti ya chini kati ya resistor maalum. Kwa hivyo, tunaweza kupata voliji lisilojulikana.
Mfano mwingine wa uhusiano wa voltmetri kwa ajili ya kupimia voliji kati ya batiri ya 9 V unavyoonyeshwa kwenye picha ifuatayo:
Sasa, moja ya njia zinazotumika sana za kupimia voliji ni kutumia ametemeti. Amezeteti inaweza kuwa analog au digital lakini ametemeti digital zinatumika zaidi kwa sababu za uwepo mkubwa na gharama ndogo.
Voliji au tofauti ya chini kati ya vibaleo vyoyote vinavyopitishwa kwa kutumia probes za ametemeti kati ya viwango viwili ambavyo voliji linavyopitishwa. Pimio la voliji la batiri kwa kutumia ametemeti linavyoonyeshwa kwenye picha ifuatayo.
Potentometa hufanya kazi kulingana na msingi wa tekniki ya ubalansi wa sifuri. Inapimia voliji kwa kulinganisha voliji lisilojulikana na voliji linalojulikana.
Vifaa vingine kama vile oscilloscope, na electrostatic voltmeter pia vinaweza kutumika kwa ajili ya kupimia voliji.
Tofauti kubwa kati ya voltage na current ni kwamba voltage ni tofauti ya potential ya charges za umeme kati ya viwango vingine katika electric field, wakati current ni mafuta ya charges za umeme kutoka viwango moja hadi lingine katika electric field.
Tunaweza kuambia rahisi kwamba voltage ni sababu ya current kukua, wakati current ni athari ya voltage.
Je! voltage unapanda, current pia hupanda kati ya viwango vingine. Tafadhali kumbuka kwamba ikiwa viwango vingine katika circuit vinapatikana kwenye potential sawa basi current haipewi kuanza kati yao. Umbo la voltage na current huwasiliana kati yao (kulingana na Ohm’s law).
Tofauti zingine kati ya voltage na current zinajadiliwa kwenye meza chini.
| 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. |
Hakuna tofauti sana kati ya voltage na potential difference. Lakini tunaweza kuelezea tofauti zao kwa njia ifuatayo.
Voltage ni miktadha ya nishati inayohitajika kutumia charge moja kati ya viwango vingine visivyo hivyo potential difference ni tofauti kati ya potential cha juu cha viwango moja na potential cha chini cha viwango lingine.
Kwa sababu ya charge moja:
Voltage ni potential ulipewa kitu kingine kila unapokimbilia viwango vingine kama reference point kwenye infinity. Hivyo potential difference ni tofauti kati ya potential kati ya viwango vingine kwenye umbali wa mwisho kutoka charge. Kwa hisabati wanaweza kuonyeshwa kama,
Ikiwa utapenda maelezo video kuhusu voltage, tafadhali angalia video ifuatayo:
Common voltage hutafsiriwa kama kiwango cha typical voltage au rating cha vyombo vya umeme au equipment.
Orodha ya vizio vya kawaida vya viwanda au vyombo vya umeme vinavyoonekana chini.
Mbatari wa mafuta ya lead-acid yanayotumiwa katika magari ya umeme: 12 Volts DC. Mbatari wa 12 V una uungo wa 6, kila moja ina vizio vya 2.1 V. Tafadhali kumbuka kuwa uungo wanajulikana kwa series ili kupunguza vizio vya juu.
Viji vya jua: Mara nyingi huunda vizio vya 0.5 Volts DC kutoka kwenye circuit iliyofungwa. Hata hivyo, viji vinginevyo vyanayojulikana kwa series kuboresha vizio vya juu.
USB: 5 Volts DC.
Mistari ya umeme ya juu ya kutumia: 110 kV hadi 1200 kV AC.
Mistari ya nguvu za treni za haraka: 12 kV na 50 kV AC au 0.75 kV na 3 kV DC.
TTL/CMOS power supply: 5 Volts.
Mbatari wa nickel-cadmium mmoja unaweza kurudishwa: 1.2 Volts.
Mbatari wa magari ya mwanga: 1.5 Volts DC.
Vizio vya kawaida vinavyotokea kutoka kwa kampani ya uzinduzi kwa wateja wa jiasheni ni:
100 V, 1-phase AC nchi ya Japan
120 V, 1-phase AC nchi ya Marekani
230 V, 1-phase AC nchi ya India, Australia
Vizio vya kawaida vinavyotokea kutoka kwa kampani ya uzinduzi kwa wateja wa kiuchumi ni:
200 V, 3-phase AC nchi ya Japan
480 V, 3-phase AC nchi ya Marekani
415 V, 3-phase AC nchi ya India
Baadhi ya matumizi ya vizio ni:
Moja ya matumizi ya vizio ni kufanya utaratibu wa kutathmini vizio vya chini kwenye kifaa cha umeme kama resistor.
Kujumuisha vizio ni lazima kuboresha vizio vya juu. Kwa hiyo, uungo wanajulikana kwa series ili kupunguza vizio vya juu.
Umeme ni chanzo muhimu cha nishati kwa kila kifaa cha umeme na elektroniki. Volti madogo (5 V) hadi volti makubwa (415 V) hutumika katika matumizi mengi.
Umeme wa kiwango chache hutumika kwa vifaa vingi vya elektroniki na matumizi ya uongozi.
Umeme wa kiwango kikubwa hutumika kwa
Kutengeneza picha za elektrostati, kutengeneza rangi za elektrostati, kutengeneza nguvu za elektrostati
Utafiti wa kosmolojia wa nyanja
Elektrostati precipitator (kudhibiti utambuzi wa hewa)
Lab la jet propulsion
Tubi za vacuum za amplifier wa nguvu kubwa
Uchunguzi wa dielectric
Uchunguzi wa chakula na chakula
Matumizi ya spraying na spinning ya elektrostati, electrophotography
Matumizi ya plasma
Uchunguzi wa kiwango
Flash lamps
SONAR
Kwa ajili ya uchunguzi vifaa vya umeme
Chanzo: Electrical4u
Maoni: Respektezani asili, maoni mazuri yanayostahimili kuwasilishwa, ikiwa kuna ushawishi tafadhali wasiliana ili kufuta.