هنگام تحلیل مباحث برق و الکترونیک ابتدا درک مفاهیم ولتاژ و جریان و مقاومت و نحوه ی ارتباط بین آنها بسیار مهم است. درک این سه پارامتر اصلی کمی مشکل زیرا قابل مشاهده با چشم غیر مسلح نیستد . به عنوان مثال نمی توانیم انرژی که از طریق باتری به مصرف کننده می رسد را ببینیم.
این مطلب به شما جهت درک بهتر ولتاژ و نحوه ارتباط آن با دو پارامتر اصلی دیگر یعنی جریان و مقاومت کمک می کند. از مطالب پیشنهادی زیر می توانید جهت درک بهتر مفاهیم استفاده کنید
جریان الکتریکی چیست ؟
مقاومت چیست ؟
بار الکتریکی
الکتریسیته چیزی جز حرکت الکترون ها نیست ، و الکترون ها باعث ایجاد جریان می شوند که ما می توانیم کار انجام دهیم. این عمل با استفاده از یک منبع قدرت جهت حرکت الکترون ها امکان پذیر است.
تمامی مواد از اتم ساخته شده است و تمامی اتم ها از پروتون ، نوترون و الکترون تشکیل شده اند . پروتون دارای بار الکتریکی مثبت ، نوترون خنثی و الکترون دارای با الکتریکی منفی است . در اتم ها نیروی قدرتمند جاذبه موجود بین هسته ی اتم و الکترون ها انها را کنار هم نگه داشته است یا پایدار هستند اما اگر انها را توسط یک نیروی خارجی جدا کنیم انها می خواهند ساختمان خود را کامل کنند که شروع به اعمال نیروی جازبه می کنند. حال اگر یک مسیر بسته ای ایجاد کنیم الکترون ها به سمت پروتون ها حرکت می کنند . به دلیل این جاذبه یک جریان از عبور الکترون ایجاد می شود. الکترون ها خود به خود جاری نمی شوند .
بنابراین هنگامی که ما در مورد ولتاژ و جریان صحبت می کنیم در واقع حرکت بار ها را توصیف می کنیم. یک مدار بسته اجازه می دهد که بار الکتریکی از یک مکان به مکان دیگر منتقل شود و قطعات در مدار، ما را قادر به کنترل این بار و استفاده از آن برای کارهای مختلف می کند.
ولتاژ
ولتاژ انرژی الکتریکی است که به صورت بار الکتریکی ذخیره شده است . ولتاژ می تواند به عنوان نیرویی که به الکترون ها فشار وارد می کند تا درون رسانا جاری شود شناخته می شود . هرچه ولتاژ بزرگ تر باشد نیروی وارد شده بر الکترونها بیشتر است و جریان بزرگتری ایجاد می کند . ولتاژ به عنوان انرژی که توانایی انجام کار دارد می توان به عنوان پتانسیل انرژی یا کار مورد نیاز بر حسب ژول که توانایی حرکت دادن الکترون از نقطه ای به نقطه ی دیگر را دارد بیان کرد . سپس اختلاف ولتاژ بین دو نقطه در یک مدار به عنوان اختلاف پتانسیل شناخته می شود که معمولا افت ولتاژ نامیده می شود . اختلاف پتانسیل بین دو نقطه با واحد ولت V اندازه گیری می شود و با نماد v و گاهی اوقات با نماد Eنمایش می دهند. برای مقادیر بزرگ یا کوچکتر از واحد ولت از پیشنوند های kv = 10 و mv استفاده می شود بعلاوه ولتاژ می تواند منفی یا مثبت باشد. یک ولت اختلاف پتانسیل الکتریکی مورد نیاز است تا یک آمپر جریان الکتریکی در یک مقاومت 1 اهم ایجاد شود.
توجه داشته باشید که ولتاژ می تواند در یک مدار بدون جریان وجود داشته باشد ولی جریان بدون ولتاژ وجود ندارد به همین ترتیب هر منبع ولتاژ dc یا ac دارای شرایط مدار باز است .