الفولت

الفولت

الفولتما هو؟

هو الوحدة المستخدمة لقياس القوة الكهربائية المحركة أو فرق الجهد (أو التوتر) الكهربائي، ويرمز له بالحرف اللاتيني (V)، استخدمت هذه الوحدة بهذا الاسم تكريماً للعالم الإيطالي ألساندرو فولتا، مخترع البطارية الكهربائية سنة 1800م،

 الوصف

الفولت هو قياس فرق الجهد الكهربي، ويعد الجهد الكهربي أحد أنواع الطاقة الكامنة ويشير للطاقة المنبعثة في حالة مرور تيار كهربي، وفي مماثلة، فإن الجسم المعلق يكون له طاقة جاذبية كامنة وهي ذات مقدار الطاقة المنبعثة في حالة سقوطه،ففي حالة التيار المتردد (مثل المتواجد في بيوتنا جميعا)، يزداد وينخفض الفولت كما يغير اتجهاهه أيضاً على فترات منتظمة، ونتيجة لهذا، لا يكون قياس الفولت له (في معظم الأوقات) قياس للقيمة اللحظية بل لقيمة جذر متوسط المربع للفولت،

 لندرك من هذا أن قيمة الفولت التي نراها على لوحات الارشادات على الأجهزة الكهربائية مثل 220v أو 110v ليست إلا تمثيل لقيمة الفولت المؤثرة حقاً (لتغيره الدائم)، وذلك لحساب القدرة في الدائرة الكهربية، وفي الواقع يتم افتراض القيمة التقريبية للفولت في حالة التيار المتردد ولا تكون محددة،

التعريف

يتم تعريف الفولت على أنه فرق الجهد الكهربائي بين نقطتين في دائرة كهربائية يعبرها تيار دائم ثابت مقداره 1 أمبير، عندما تتبدد قدرة مقدرها 1 واط بين هاتين النقطتين، ويساوي فرق الجهد بين سطحين لا نهائيين متوازيين يفصل بينهما مسافة 1 متر والذي يصنع مجال كهربائي يساوي 1 نيوتن لكل كولمب،حسب قانون أوم, 1 فولت = 1أمبير * 1أوم،يعبر عن الفولت هكذا – V = W A = J C = N ⋅ m A ⋅ s = k g ⋅ m 2 A ⋅ s 3  ،

 أمثلة وايضاحات

مماثلة تدفق المياه

وهي من أكثر الأمثلة انتشارا لشرح “تدفق الالكترونات” من خلال موصل معدني، فحيث أن التيار الكهربي غير مرئي ولصعوبة شرح المنظومات الإلكترونية، يتم تمثيل كل العناصر الإلكترونية خلال هذه المقاربة في عناصر دائرة مياة مستغلين علم حركة السوائل هيدروليكا كوسيط، وفي هذه المماثلة يمكننا أن نتخيل فرق الجهد الكهربائي كفرق ضغط المياة في الأنابيب، فيتحرك الماء (التيار الكهربي) من النقطة ذات الضغط الأعلى للنقطة ذات الضغط الأقل،

فرق الجهد في البطاريات

أما فرق الجهد (أو التوتر) الموجود بين طرفي البطارية مسبقا ناتج عن وجود طرف تم إغنائه بالالكترونات (القطب السالب –) واخر فيه نقص إلكترونات، أي يوجد فيه شحنات موجبة (القطب الموجب ++)، الآن عند وصل القطبين بسلك موصل تنتقل إلكترونات القطب السالب للقطب الموجب،

 لسببين الأول ناتج عن تنافرها مع الالكترونات التي وضعت بجانبها والسبب الآخر هو نقص الإلكترونات في القطب الموجب، ولكن جرت العادة على اعتبار التيار يمر من القطب الموجب للقطب السالب، وهو في حقيقة الأمر مرور الإلكترونات (السالبة ) من القطب السالب للقطب الموجب في الدارة الكهربائية الخارجية،

بعض القيم المعتادة لفرق الجهد

يمكن قياس الفولت بطرق متنوعة وعديدة، ولكن من أشهر وأبسط الأدوات هو الفولتميتير، وفيما يلي بعض القيم المعتادة لفرق الجهد في كل ما حولنا:

• جهد الخلية العصبية في الجسم: حوالي 75 ميللي فولت
• بطارية أحادية الخلية الغير قابلة للشحن: 1،5 فولت ( في حالة أنها جديدة ولم تستخدم)
• بطارية أحادية الخلية قابلة للشحن: 1،2 فولتUSB: 5 فولت تيار ثابت
• النظام الكهربي للسيارة: حوالي 12 فولتالنظام الكهربي في البيوت:اليابان 100 فولت
• أمريكا الشمالية 120 فولتأوروبا وأفريقيا وآسيا 230 فولت
• الخطوط الهوائية للقطارات السريعة: 25 كيلو فولت و50 هرتز
• خطوط القطارات ذات القضيب الثالث الموصل للكهرباء: 600-750 فولت
• خطوط نقل الكهرباء عالية الجهد: من 110 كيلو فولت فأكثرا
• لبرق: يختلف كثيرا ولكن في الغالب حوالي 100 ميجا فولت

 

 

المراجع

laraprof.com

التصانيف

علم القياس   العلوم الاجتماعية   العلوم التطبيقية   العلوم البحتة   وحدات القياس