Ποια είναι η διαφορά δυναμικού;

Μια δυναμική διαφορά είναι η ενέργεια ανά μονάδα φορτίου σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα.Η διαφορά δυναμικού πρέπει να μετράται μεταξύ δύο σημείων επειδή είναι γενικά ανέφικτη η μέτρηση του ηλεκτρικού δυναμικού ενός ενιαίου σημείου.Η διαφορά δυναμικού ενός σημείου σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα συνήθως γίνεται σε σχέση με ένα δυναμικό αναφοράς, όπως το κοινό έδαφος.

Η διαφορά δυναμικού είναι κοινώς γνωστή ως τάση επειδή τα βολτ είναι η τυπική μονάδα μέτρησης για αυτή την ποσότητα.Είναι επίσης γνωστό ιστορικά ως πίεση και ένταση.Η πίεση είναι ένας παρωχημένος όρος για τη διαφορά δυναμικού, αλλά εξακολουθεί να χρησιμοποιείται για να αναφέρεται σε διαφορά δυναμικού στο πλαίσιο των ηλεκτρονικών σωλήνων κενού. Η τάση μπορεί επίσης να θεωρηθεί ως η ενέργεια που απαιτείχρέωση.Αυτό το σύνολο ενέργειας πρέπει να περιλαμβάνει τόσο τη στατική όσο και τη δυναμική ενέργεια που απαιτείται για να μετακινηθεί η φόρτιση.Ο υπολογισμός της δυναμικής διαφοράς γίνεται ακριβέστερος καθώς το μέγεθος του μετρούμενου φορτίου γίνεται μικρότερο.

Μια ποσότητα διαφοράς δυναμικού πρέπει να περιλαμβάνει ένα σημάδι ανάλογα με την κατεύθυνση στην οποία ρέουν τα ηλεκτρόνια.Ο ορισμός της δυναμικής διαφοράς υποθέτει ότι τα θετικά φορτισμένα σωματίδια κινούνται προς χαμηλότερες τάσεις και αρνητικά φορτισμένα σωματίδια κινούνται προς υψηλότερες τάσεις.Αυτό σημαίνει ότι τα ηλεκτρόνια σε μια ροή κυκλώματος από ένα σημείο υψηλότερης τάσης σε ένα σημείο χαμηλότερης τάσης.

Η περιγραφή της δυναμικής διαφοράς χρησιμοποιεί συχνά νερό ως αναλογία για την ηλεκτρική ενέργεια.Αυτή η αναλογία υποθέτει ότι μια μηχανική αντλία οδηγεί νερό μέσω ενός κλειστού κυκλώματος σωλήνων.Η δυναμική διαφορά σε αυτή την αναλογία είναι η διαφορά στην πίεση του νερού μεταξύ δύο σημείων στο κύκλωμα.Επομένως, το νερό θα ρέει μεταξύ των δύο σημείων εάν υπάρχει διαφορά στην πίεση τους, επιτρέποντας στο νερό να εκτελεί εργασία.Ομοίως, ένα ηλεκτρικό κύκλωμα μπορεί να εκτελέσει εργασία μόνο εάν υπάρχει διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων στο κύκλωμα.

Διάφορα όργανα μετρούν τη διαφορά δυναμικού ανάλογα με τη μέθοδο λειτουργίας τους.Ένα βολτόμετρο έχει δύο οδηγούς, καθένα από τα οποία συνδέεται με ένα σημείο στο κύκλωμα.Αυτή η συσκευή μετρά την πτώση της τάσης σε σταθερή αντίσταση, η οποία είναι ανάλογη με την ποσότητα των βολτ στο κύκλωμα.

Ένα ποτενσιόμετρο συγκρίνει μια άγνωστη τάση με μια γνωστή τάση στο κύκλωμα.Ένας παλμογόνος ενισχύει την τάση στο κύκλωμα, το οποίο εκτρέπει μια δέσμη ηλεκτρονίων.Η ποσότητα παραμόρφωσης είναι ανάλογη προς την τάση στο κύκλωμα.Ένα πολύμετρο μετρά διάφορες ηλεκτρικές ποσότητες, συμπεριλαμβανομένης της τάσης.