قانون الجهد الكهربائي، يعد الجهد الكهربائي أحد أهم وحدات الكميات القياسية الأساسية والذي لا يخلو من أي دائرة، ولكي نجد قيمة الجهد لا بد من تواجد قيمتي التيار والمقاومة.
يعتبر فرق الجهد بين نقطتين في موصل هو مقدار الشغل المنجز لكي يتم نقل كولوم واحد من الشحنة من نقطة إلى نقطة أخرى.
ولكي تنتقل هذه الشحنات الكهربائية لا بد من وجود فرق جهد كهربائي يمثل القوة التي تدفع هذه الشحنات إلى التحرك من مكان إلى آخر داخل الموصل.
تعريف الجهد الكهربائي
يعد تواجد الجهد الكهربائي في الدارات الكهربائية من أهم مستلزمات سريان التيار الكهربائي، فهو يعتبر كقوة مؤثرة تجبر الإلكترونات الحرة (الشحنات) على التحرك في اتجاه معين عبر الموصل.
ويمكن الحصول على هذه القوة من مصادر الطاقة الكهربائية كالبطاريات والمولدات، وتسمى هذه القوة بعدة أسماء مختلفة، مثل: القوة الدافعة الكهربائية، أو فرق الجهد، أو الجهد الكهربائي، أو الفولتية.
ولكي يحدث فرق جهد كهربائي بين طرفي البطارية (الموجب والسالب) مثلاً، فإن تفاعلاً كيميائياً يحدث داخل المحلول الإلكتروليتي يؤدي إلى تراكم الشحنات الموجبة على القطب الموجب وتراكم الشحنات السالبة على القطب السالب.
وبتوصيل قطبي البطارية في دائرة كهربائية يحدث تحرك للشحنات من القطب السالب إلى القطب الموجب مما يؤدي إلى الاستفادة من هذه الطاقة الكهربائية ومرور التيار الكهربائي.
اقرأ أيضاً
وحدة الجهد الكهربائي
يقاس الجهد الكهربائي بوحدة الفولت (بالإنجليزية: volt) ويرمز له بالحرف V، ويمكن حسابه بالعلاقة التالية:
V = W / Q
حيث:
W: هي الطاقة بالجول (J).
Q: هي الشحنة الكهربائية بالكولوم (C).
قانون الجهد الكهربائي
كما ذكرنا سابقاً بأن الجهد الكهربائي يسبب في سريان التيار الكهربائي من نقطة إلى نقطة أخرى، حيث وجد العالم الألماني أوم أن هناك علاقة طردية بين فرق الجهد والتيار، بحيث أنه عند زيادة فرق الجهد بين نقطتين فإن التيار المار بينهما يكون أسرع. وتنص العلاقة الرياضية بحسب قانون أوم على أن:
الجهد الكهربائي (V) = التيار الكهربائي (I) × المقاومة الكهربائية (R)
حيث أن:
وحدة قياس التيار هي الأمبير ويرمز له بالحرف (A).
وحدة قياس المقاومة الأوم ويرمز له بالحرف (Ω)
ويمكن أيضاً الحصول على قيمة فرق الجهد الكهربائي عملياً بواسطة جهاز يسمى بالفولتميتر أو الملتميتر.
مثال تطبيقي على قانون الجهد الكهربائي
مصباح كهربائي يستهلك تيار قدره 0.5 أمبير ومقاومته 440 أوم، فما قيمة فرق الجهد الكهربائي؟
الجهد الكهربائي (V) = التيار الكهربائي (I) × المقاومة الكهربائية (R)
= 0.5 × 440
الجهد الكهربائي (V) = 220V فولت.
المصادر والمراجع
- theengineeringmindset
- فولتيات
