אנו מסבירים מהו מתח והסוגים הקיימים. כמו כן, מהו חוק אוהם וכיצד נמדדת גודל זה?
מהו מתח?
מתח הוא הגודל שאחראי להפרש בפוטנציאל החשמלי בין שתי נקודות שנקבעו. המכונה גם הפרש פוטנציאל חשמלי אוֹ מתח חשמלי, היא העבודה ליחידה של מטען חשמלי שמפעיל על חלקיק א שדה חשמלי, כדי להיות מסוגל להעביר אותו בין שתי נקודות שנקבעו.
כאשר שתי נקודות המציגות הבדל בפוטנציאל החשמלי מחוברות לחומר מוליך, זרימה שלאלקטרונים, אשר ידוע בשם זרם חשמלי, שיישא חלק מהעומס מנקודת הפוטנציאל הגבוה ביותר לנמוך ביותר.
הפרש הפוטנציאל החשמלי האמור הוא המתח, ואמרנוֹכְחִי זה ייפסק ברגע שלשתי הנקודות יש פוטנציאל זהה, אלא אם הפרש פוטנציאל מסוים נשמר על ידי מחולל או מקור חיצוני כלשהו.
לפיכך, כאשר מדברים על מתח נקודתי, הוא מכונה ב השוואה עם כל גוף אחר שאיתו הוא בא במגע ושפוטנציאל שלו שווה לאפס.
כדי להבין מתח, משתמשים לעתים קרובות במטאפורה הידראולית (עם מים). בואו נדמיין מסלול מעגלי של צינורות שדרכם מסתובבים המים (שווה ערך במקרה זה לזרימת אלקטרונים). הצינורות הרחבים יהיו חומרים מוליכים, הצרים יהיו בידוד או התנגדות. נתיב זה יגויס על ידי משאבה הידראולית (שמקבילה למשל למקור המתח) הדוחפת את המים על סמך הפרש לחצים ביחס לנקודה אחרת בצנרת. ההבדל הזה של לַחַץ זה שווה ערך למתח חשמלי.
לסיכום, למעגל המצויד במתח גבוה יהיה כושר עבודה גדול יותר (המים זזים בכוח גדול יותר, בדוגמה הקודמת) ולכן הוא יהיה חזק יותר או אפילו מסוכן יותר.
סוגי מתח
ישנם סוגי המתח הבאים:
- מתח מושרה. זהו השם שניתן לכוח החשמלי או למתח המושרה הנחוץ ליצירתכוח חשמלי בתוך מעגל, כלומר ליצור הבדל פוטנציאלי. במעגל פתוח, כוח זה יכול לשמור על המתח החשמלי בין שתי נקודות, במעגל סגור, הוא ייצור זרימת זרם.
- מתח חילופין. הוא מיוצג על ידי האותיות VA, עם ערכים חיוביים ושליליים על ציר קרטזי, מכיוון שהוא נחשב לגל סינוס. זהו המתח הנפוץ ביותר בשקעי חשמל מכיוון שהוא הקל ביותר להפקה ולהובלה. כפי ששמו מרמז, זהו מתח בעל ערכים מתחלפים, לא קבוע ב- מזג אוויר והתדירות שלו תהיה תלויה במדינה או באזור הספציפיים.
- מתח זרם ישר. זה רגיל במנועים וסוללות, ומתקבל מהפיכת זרם חילופין לזרם רציף פחות או יותר, עם פסגות קטנות, באמצעות נתיכים ושנאים.
- מתח רציף נקרא גם מתח שלזֶרֶם יָשָׁר (VCC), זה הזרם הכי טהור שיש, קיים בשבבים,מיקרו-מעבדים והתקנים אחרים הדורשים מתחים רציפים וקבועים. הוא מתקבל בדרך כלל לאחר טיפול בקבלים אלקטרוליטיים.
חוק אוהם
לפי הנחיתה של הפיזיקאי הגרמני גיאורג סיימון אוהם, הוא מכתיב שהפרש הפוטנציאל (V) המופעל בין קצוות מוליך ספציפי יהיה פרופורציונלי לכמות הזרם (I) הזורם דרך המוליך, בהתאם שלו. סיבולת. זה התגלם בנוסחה הבאה:
V = R. אני, איפה V הוא המתח, אני הוא הנוכחי ו ר חוזק החומר.
אם יש שניים מהמשתנים האלה, אפשר לחשב את השלישי בקלות.
איך מודדים מתח?
מד מתח משמש למדידת המתח, המותקן במקביל למקור החשמל. אֵנֶרְגִיָה למדוד ולכמת את הפוטנציאל החשמלי. מכשירים אחרים שבהם נעשה שימוש הם בּוֹחֵן (או מולטימטר) ופוטנציומטר.
כך או כך, המתח מחושב תוך התחשבות באנרגיה הכוללת הנדרשת כדי להעביר מטען חשמלי קטן מתחילתו לסוף המעגל, חלקי גודל המטען הזה.
לפי מערכת בינלאומית (SI), המתח החשמלי נמדד בוולט (ומכאן המונחמתח), המיוצגת על ידי האות V, לכבודו של אלכסנדר וולטה, יוצר הערימה הוולטאית במאה ה-17. וולט אחד שווה לאחד יולי חלקי א קולומב.