قوانين الجهد الكهربائي

تعريف الجهد الكهربائي

يعبّر الجهد الكهربائيّ عن الطاقة اللازمة لتحريك الإلكترونات في العناصر ودفعها من القطب السالب إلى القطب الموجب، ويُطلق عليه أيضاً الفولتية والقوة الدافعة الكهربائيّة ويُقاس بوحدة الفولت والتي تعبّر عن كميّة الشغل المبذول لنقل شحنة كهربائيّة تُساوي 1 كولوم بين نقطتين. ويُمكن تحويل الطاقة الكهربائيّة إلى أشكال أخرى من الطّاقة: كالطّاقة الحراريّة والضوئيّة والحركيّة؛ وذلك بسبب حركة الإلكترونات وانتقالها بين الأقطاب، وهُناك عدّة أجهزة مستخدمة لقياس الجهد ومنها جهاز الفولتميتر.

قانون فرق الجهد الكهربائي

يجب بذل شغل معيّن باستخدام قوّة مؤثّرة محددة من أجل تحريك شحنة كهربائيّة من نقطة إلى أخرى في مسار معيّن، ويعبّر مقدار هذا الشغل الواقع على الشحنة بالجهد الكهربائي، وعند الفرض أنّ الشحنة الكهربائيّة صغيرة جداً يكون الشغل المبذول=الشغل/الشحنة.

أنواع الجهد الكهربائي

• جهد التشغيل: ويعبّر عن الجهد المستخدم لتغذية شبكة الكهرباء الخاصّة بالمستهلكين، أي أنّه الجهد المحدد لعمل الأجهزة الكهربائيّة المختلفة، فعلى سبيل المثال يُساوي الجهد الكهربائي المنزلي 220 فولت من التيار المتردد، والتي قد تختلف من دولة لأخرى، ومن جهازٍ لآخر.
• الجهد المسلّط: ويُطلق عليه أيضاً بالقوة الدافعة الكهربائيّة الابتدائيّة، وهو الجهد المستخدم في الدائرة الكهربائيّة الداخلية كالمولّد الكهربائي (الدينامو).
• الجهد الطرفي: ويعبّر عن الجهد المقاس عند طرفي أي مصدر جهد.

علاقة الجهد الكهربائي بالتيار

يوضّح قانون أوم العلاقة التي تربط بين الجهد الكهربائي والتيار، حيث أجرى العالم أوم العديد من التجارب لقياس قيمة فرق الجهد الكهربائي في الدائرة الكهربائيّة البسيطة وشدّة التيار الكهربائي الساري فيها، وقد استنتج قانون أوم الكهربائي والذي يوضّح أنّ فرق الجهد الكهربائي الواقع بين نقطتين يتناسب تناسباً طردياً مع شدّة التيار الكهربائي المار بينهما. كما أنّ هناك نسبة ثابتة بين فرق الجهد وشدّة التيار الكهربائي تسمّى بالمقاومة الكهربائيّة، وهي عبارة عن قيمة ثابتة لا تتغيّر قيمتها في حالة تغيّر قيمة فرق الجهد الكهربائي بين أطراف الموصل، ويُمكن التعبير عن قانون أوم رياضياً بالمعادلة الآتية: المقاومة الكهربائيّة = مقدار فرق الجهد الكهربائيّ بين أطراف المقاومة مقسوماً على شدّة التيار الكهربائي. أو R = V \ I. حيث إنّ الرموز السابقة في المعادلة تمثّل:

• R: هو الرمز الدال على مقاومة الناقل للتيار وتُقاس بوحدة الأوم.
• V= هو الرمز الدال على مقدار فرق الجهد الكهربائي الواقع بين أطراف المقاومة ويُقاس بوحدة الفولت.
• I= هو الرمز الدّال على مقدار شدّة التيار الكهربائيّ ويُقاس بوحدة الأمبير.