מתח חשמלי,הבדל פוטנציאלי ו מתח (מונח כללי) מתייחס לאותה כמות פיזיקלית סקלרית שנמדדת ב וולט. המתח החשמלי מוגדר כ- אנרגיה פוטנציאלית חשמלית מאוחסן ליחידת מטען חשמלי. לדוגמא, כאשר מטען חשמלי של 1.0 צלזיוס ממוקם באזור 10 וולט, הוא רוכש אנרגיה פוטנציאלית חשמלית של 10 ג '. לפיכך, כאשר שתי נקודות נפגשות במתח חשמלי שונה, אנו אומרים שיש a הֶבדֵלבפוטנציאל.
תראהגַם: מעגלים חשמליים - נגדים, מתגים, קבלים, גנרטורים וכו '.
מהו מתח חשמלי?
מתח חשמלי הוא כמות אנרגיה המאוחסנת בכל קולומב שללחייבחשמלי, כאשר זה נמצא באזורים שיש בהם שדה חשמלי לא ריק. בתנאים אלה, כאשר הם משוחררים, העומסים יכולים להתחיל לנוע, בגלל הופעתה של a כוח חשמלי אודותיהם. מטענים חיוביים נעים לכיוון פוטנציאליםחשמלייותרנָמוּך, בעוד שהמטענים השליליים נוטים לנוע לכיוון פוטנציאליםחשמליגבוהה יותר.
כאשר אנו מחברים מכשיר ביתי לשקע, אנו מורחים א הֶבדֵלבפוטנציאל בעניין ה מעגלים חשמליים של מכשיר זה וגורם למטענים חשמליים (במקרה זה, אלקטרונים) לעבור דרכו. בדרך כלל מעגלים אלה עשויים א חוֹמֶרמנצח (בדרך כלל נחושת).
תנועת עומסים זו תלויה בסביבה בה נמצאים העומסים. אנו מכנים תזוזה זו של עומסים, הנובעת מ- הֶבדֵלבפוטנציאל, ב זרם חשמלי. עוצמת זרם חשמלי זה תלויה ישירות בהבדל הפוטנציאלי, כמו גם ב התנגדות חשמלית הדרך בה היא נעה.
תראהגַם: מוליכים ומבודדים - תכונות חשמליות של חומרים
נוסחת מתח חשמלי
נוסחת המתח החשמלי מתייחסת לאנרגיה פוטנציאלית חשמלית למטען חשמלי. שעון:
U - מתח חשמלי (V)
ANDפ - אנרגיה פוטנציאלית חשמלית (J)
מה - מטען חשמלי (C)
להלן אנו מציגים את הנוסחה המתייחסת למתח החשמלי לשדה החשמלי. שעון:
AND - שדה חשמלי (N / C)
ד - מרחק (מ ')
בנוסף לשתי הנוסחאות לעיל, יש לנו את הנוסחה המתייחסת למתח חשמלי להתנגדות ולזרם חשמלי, המכונה החוק הראשון של אוהם.
ר - התנגדות חשמלית (Ω)
אני - זרם חשמלי (A)
תראהגַם:מגנטיות - לשם מה ודוגמאות
תרגילים נפתרו על מתח חשמלי
שאלה 1 - קבעו את המתח החשמלי אליו מוטל מטען של 1.0 mC, בידיעה שהאנרגיה הפוטנציאלית החשמלית שלו שווה ל- 1.0 J.
א) 100 וולט
ב) 0.001 וולט
ג) 1000 וולט
ד) 0.1 וולט
פתרון הבעיה:
כדי לפתור את התרגיל נשתמש בנוסחה המתייחסת למתח לאנרגיה פוטנציאלית חשמלית ומטען חשמלי.
בהתבסס על החישוב לעיל, אנו מגלים שהמתח על פני העומס הוא 1000 וולט. לפיכך, האלטרנטיבה הנכונה היא אות ג.
שאלה 2 - מטען חשמלי ממוקם 2.0 מ 'ממקורו של שדה חשמלי אחיד של 200 ננומטר. קבע את המתח החשמלי אליו נתון עומס זה.
א) 4.0 וולט
ב) 40 וולט
ג) 0.4 וולט
ד) 400 וולט
פתרון הבעיה:
כדי לענות על שאלה זו, יש צורך להתייחס למתח לשדה החשמלי. שעון:
באמצעות החישוב הנ"ל ראינו שהמתח החשמלי המדובר הוא 400 וולט, ולכן האלטרנטיבה הנכונה היא האות ד '.
שאלה 3 - התנגדות חשמלית של 20 Ω מועברת על ידי זרם חשמלי של 2 mA. במקרה זה, המתח החשמלי על פני המסופים של התנגדות זו שווה ל:
א) 20 mV
ב) 40 mV
ג) 50 mV
ד) 15 mV
פתרון הבעיה:
דרך חוק אוהם, ניתן לחשב את המתח החשמלי בין מסופי הנגד.
בהתבסס על התוצאה שהתקבלה, אנו מבינים שהתשובה הנכונה היא ה אות ב '.
מאת רפאל הלרברוק
מורה לפיזיקה
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/tensao-eletrica.htm
