يُعرف الجهد الكهربائي (بالإنجليزية: Electrical voltage) في علم الفيزياء بأنه الضغط الذي يؤدي إلى سريان التيار الكهربائي عبر موصل ما في مسار معين؛ مما يمكن الدارة مع إنجاز العمل المطلوب، كإضاءة مصباح كهربائي على سبيل المثال، وذلك من خلال دفع الإلكترونات المشحونة وجعلها تتحرك عبر الموصل في المسار الثابت المطلوب، فالتيار الكهربائي ما هو إلا مجموعة من الإلكترونات المشحونة (الشحنات الكهربائية) التي تتحرك عبر الموصل بفعل قوة دفع الجهد الكهربائي لها، والذي يكون ناشئاً عن مصدر طاقة كهربائية، مثل البطارية، أو المولد الكهربائي.[١]

وحدة قياس الجهد الكهربائي

في النظام العالمي للوحدات (SI)؛ يُقاس الجهد الكهربائي بوحدة تُسمى الفولت (بالإنجليزية: volts)، والتي يرمز لها بالرمز (V)، وقد سميت وحدة الفولت بهذا الاسم نسبةً إلى العالم الفيزيائي الإيطالي أليساندرو فولتا (بالإنجليزية: Alessandro Volta)، الذي يعتبر رائد البطاريات المنزلية في وقتنا الحالي، حيث يرجع إليه في اختراع أول بطارية كهربائية على الإطلاق.[٢][٣]


التعريف بالفولت

الفولت هو وحدة قياس فرق الجهد الكهربائي والقوة الدافعة الكهربائية في الفيزياء، ويتم تعريف وحدة الفولت (أي 1 فولت) على أنها فرق الجهد الكهربائي الناشئ بين نقطتين في سك موصل يحمل تيارًا كهربائيًا مقداره 1 أمبير، عندما يكون مقدار الطاقة المشتتة في السلك 1 واط، وهذا يعني أن:[٤][٥][٦]


1 فولت = 1 واط / أمبير


من المعادلة نلاحظ أن الواط هو المعدل الذي يتم به تنفيذ العمل الكهربائي عندما يتدفق أمبير واحد من التيار الكهربائي عبر الموصل، عند تطبيق فرق جهد كهربائي عليه بمقدار واحد فولت، ويمكن التعبير عن الفولت أيضًا من خلال علاقته بالطاقة والشحنة، حيث إن الفولت هو فرق الجهد بين نقطتين في دائرة كهربائية تعطي جول واحد من الطاقة لكل كولوم من الشحنة التي تمر عبر الدائرة، وهذا يعني أن:


1 فولت = 1 جول / كولوم




يمكن تعريف وحدة الفولت وفقًا لقانون أوم؛ بأنها فرق الجهد الكهربائي الناشئ عبر مقاومة كهربائية مقدارها 1 أوم عندما يتدفق من خلالها تيار كهربائي مقداره 1 أمبير.




طريقة قياس الجهد الكهربائي

يتم قياس الجهد الكهربائي عادةً باستخدام جهاز قياس خاص بهذا الغرض يُعرف باسم الفولتميتر (بالإنجليزية: Voltmeter)، ويمكن أيضًا قياس الجهد الكهربائي باستخدام جهاز الملتيميتر (بالإنجليزية: Multimeter)، والذي يُعرف بالمقياس متعدد الأغراض، وهو جهاز يستخدم لقياس العديد من القيم في الفيزياء، والتي تشمل الآتي:[٧]

  • الجهد الكهربائي.
  • التيار الكهربائي.
  • المقاومة الكهربائية.
  • درجة الحرارة.
  • السعة الكهربائية.


استخدام قانون أوم لحساب الجهد الكهربائي

يمكن حساب الجهد الكهربائي باستخدام قانون أوم كالآتي:[٦]


الجهد الكهربائي = المقاومة الكهربائية × التيار الكهربائي

بالرموز:

V = RI


حيث إن:

  • V: الجهد الكهربائي، ويقاس بوحدة الفولت (volt).
  • R: المقاومة الكهربائي، وتقاس بوحدة الأوم (ohm).
  • I: التيار الكهربائي، ويقاس بوحدة الأمبير (ampere).



المراجع

  1. ↑ "What is voltage?", fluke, Retrieved 8/6/2023. Edited.
  2. ↑ "What is voltage?", fluke, Retrieved 8/6/2023. Edited.
  3. ↑ "volt", britannica, Retrieved 8/6/2023. Edited.
  4. ↑ "Defining the standard electrical units", khanacademy, Retrieved 8/6/2023. Edited.
  5. ↑ "Volt", vedantu, Retrieved 8/6/2023. Edited.
  6. ^ أ ب "Unit of Voltage", byjus, Retrieved 8/6/2023. Edited.
  7. ↑ "What is Voltage?", hioki, Retrieved 8/6/2023. Edited.