فولت

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
Vir.png
ألساندرو فولتا, التي على اسمه سميت وحدة القياس

فولت هو الوحدة المستعملة 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 عام 1800 م.

الوصف[عدل]

الفولت هو قياس فرق الجهد الكهربي . و يعتبر الجهد الكهربي أحد أنواع الطاقة الكامنة و يشير إلى الطاقة المنبعثة في حالة مرور تيار كهربي. و في مماثلة، فإن الجسم المعلق يكون له طاقة جاذبية كامنة وهي نفس مقدار الطاقة المنبعثة في حالة سقوطه.

ففي حالة التيار المتردد(مثل المتواجد في بيوتنا جميعا) ، يرتفع و ينخفض الفولت كما يغير اتجهاهه أيضاً على فترات منتظمة. و نتيجة لهذا، لا يكون قياس الفولت له (في معظم الأوقات) قياساً للقيمة اللحظية بل لقيمة جذر متوسط المربع للفولت. لنفهم من هذا أن قيمة الفولت التي نراها على لوحات الارشادات على الأجهزة الكهربائية مثل 220v او 110v ليست إلا تمثيل لقيمة الفولت المؤثرة حقاً (لتغيره الدائم)، و ذلك لحساب القدرة في الدائرة الكهربية. و في الواقع يتم افتراض القيمة التقريبية للفولت في حالة التيار المتردد و لا تكون محددة.

التعريف[عدل]

يتم تعريف الفولت على أنه فرق الجهد الكهربائي بين نقطتين في دائرة كهربائية يعبرها تيار مستمر ثابت مقداره 1 أمبير، عندما تتبدد قدرة مقدرها 1 واط بين هاتين النقطتين. كما أنه يساوي فرق الجهد بين سطحين لا نهائيين متوازيين يفصل بينهما مسافة 1 متر و الذي يصنع مجال كهربائي يساوي 1 نيوتن لكل كولمب.

حسب قانون أوم, 1 فولت = 1أمبير * 1أوم.

يعبر عن الفولت هكذا - V=\dfrac{\mbox{W}}{\mbox{A}} = \dfrac{\mbox{J}}{\mbox{C}} = \dfrac{\mbox{N} \cdot \mbox{m} }{\mbox{A} \cdot \mbox{s}}= \frac {kg \cdot m^2} {A \cdot s^3}.


أمثلة و ايضاحات[عدل]

مماثلة تدفق المياه[عدل]

و هي من أكثر الأمثلة شهرةً لشرح "تدفق الالكترونات" من خلال موصل معدني. فحيث أن التيار الكهربي غير مرئي و لصعوبة شرح المنظومات الالكترونية، يتم تمثيل كل العناصر الالكترونية من خلال هذه المقاربة في عناصر دائرة مياة مستغلين علم حركة السوائل هيدروليكا كوسيط. و في 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[عدل]

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 إلى القطب 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 إلى القطب السالب ، وهو في حقيقة الأمر مرور الإلكترونات (السالبة ) من القطب السالب إلى القطب الموجب في الدارة الكهربائية الخارجية .

بعض القيم المعتادة لفرق الجهد حولنا[عدل]

يمكن قياس الفولت بطرق مختلفة و عديدة، و لكن من أشهر و أبسط الأدوات هو الفولتميتير. و فيما 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 و لم تستخدم)
  • بطارية أحادية الخلية قابلة للشحن: 1.2 فولت
  • USB: 5 فولت تيار ثابت
  • النظام الكهربي للسيارة: حوالي 12 فولت
  • النظام الكهربي في البيوت:
    • اليابان 100 فولت
    • أمريكا الشمالية 120 فولت
    • أوروبا و أفريقيا و آسيا 230 فولت
  • الخطوط الهوائية للقطارات السريعة: 25 كيلو فولت و 50 هرتز
  • خطوط القطارات ذات القضيب الثالث الموصل للكهرباء: 600-750 فولت
  • خطوط نقل الكهرباء عالية الجهد: من 110 كيلو فولت فأكثر
  • البرق: يختلف كثيرا و لكن في الغالب حوالي 100 ميجا فولت