ما هو الجهد الكهربائي

الجهد الكهربي هو خاصية كمية للحقل الكهربائي تعتمد على قياس عمل القوى الكهربائية التي يقوم بها المجال عندما تتحرك الشحنات خلاله. تستخدم أجهزة خاصة لقياس الجهد الكهربائي - أجهزة الميكروسكوب والمقاييس الكهربائية.

يمتلك المجال الكهربائي الناتج عن الشحنات الخاصية المهمة التالية: يعتمد العمل الذي تقوم به قوى المجال عندما تتحرك الشحنات فيه فقط على موضع نقطتي الحركة الأولية والنهائية ، ولكنه لا يعتمد على المسار الذي تحدث فيه الحركة (يسمى الحقل الذي يحتوي على هذه الخاصية بالاحتمال).

لذلك ، يمكن تمييز المجال الكهربائي في أي نقطة من خلال العمل الذي تقوم به قوى المجال عندما تتحرك شحنة معينة من نقطة معينة إلى ما لا نهاية (عمليًا إلى هذه النقطة البعيدة بحيث يمكن اعتبار المجال الموجود فيها مساويًا للصفر) .

هذه الخاصية هي الجهد الكهربائي عند نقطة معينة في المجال ، والتي يتم التعبير عنها من خلال العمل الذي تقوم به قوى المجال عند إزالة الشحنة الموجبة من تلك النقطة إلى اللانهاية.

إذا حدثت هذه الحركة في اتجاه القوة المؤثرة على جانب المجال ، فإن هذه القوة تقوم بعمل إيجابي وتكون إمكانات نقطة البداية موجبة. إذا كانت الحركة تجاه القوة المؤثرة على جانب المجال ، فإن قوة المجال تقوم بعمل سلبي وتكون إمكانات نقطة البداية سالبة.

نظرًا لأن العمل المنجز عندما تتحرك الشحنة في مجال كهربائي لا يعتمد على المسار ، ولكن فقط على موضع نقطتي البداية والنهاية ، فإن العمل المنجز في التحرك على طول كل مسار من النقطة A إلى النقطة B يساوي المجموع من العمل المنجز عند الانتقال من A إلى اللانهاية ومن اللانهاية إلى B (نظرًا لأن الحركتين الأخيرتين تمثلان أيضًا الحركة من A إلى B ، ولكن بمسار مختلف).

بمعنى آخر ، الشغل الذي تقوم به قوى المجال عندما تتحرك شحنة موجبة من النقطة A إلى النقطة B يساوي الفرق في الجهود الكهربائية عند النقطتين A و B.

ستتحرك الشحنة الموجبة المجانية تحت تأثير قوة المجال الكهربائي دائمًا في اتجاه القوة ، والتي ستقوم بعمل إيجابي ، أي أنها ستنتقل دائمًا من النقاط ذات الإمكانات العالية إلى النقاط ذات الإمكانات المنخفضة. على العكس من ذلك ، ستنتقل الشحنات السالبة من نقطة ذات احتمال أقل إلى نقاط ذات إمكانات أعلى.

مثلما تتحرك الأجسام الثقيلة في مجال الجاذبية من جهد أعلى إلى جهد منخفض ، تتحرك الشحنات الكهربائية الموجبة من جهد أعلى إلى جهد منخفض.

تمامًا كما هو الحال بالنسبة لحركة الأجسام الثقيلة ، ليس المهم هو المستوى المطلق في أي نقطة ، ولكن الاختلاف في مستويات النقاط التي تتحرك بينها الأجسام ، بالنسبة لحركة الشحنات الكهربائية ، ليس حجم الجهد. نفسها (تقاس مقابل اللانهاية) ، وهو أمر ضروري ، لكن الفرق المحتمل للنقاط التي يمكن أن تحدث حركة الشحنات الكهربائية بينها ، على سبيل المثال ، النقاط المتصلة بسلك.

لذلك ، في جميع المشكلات الكهربائية ، لا تلعب الإمكانات دورًا ، بل الفرق المحتمل ، ولهذه الكمية الأخيرة يتم تقديم اسم خاص - الجهد االكهربى (فرق ​​الجهد بين نقطتين). وحدة قياس فرق الجهد (الجهد) في النظام العملي للوحدات هي الفولت.

هناك أيضا مفاهيم في الهندسة الكهربائية إمكانات الكهربائي و الاتصال بفرق الجهد.