ولت (Volt - V) برای اختلاف پتانسیل الکتریکی (Voltage) ( $ \text{V} = \text{W}/\text{A} $ )، در فیزیک (Physics)
انواع واحدها (Unit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
ولت (Volt - V) برای اختلاف پتانسیل الکتریکی (Voltage) ( $ \text{V} = \text{W}/\text{A} $ ) :
Volt یکای اختلاف پتانسیل الکتریکی (ولتاژ) و نیروی محرکه الکتریکی در سیستم SI است. این واحد به نام فیزیکدان ایتالیایی، الساندرو ولتا، نام گذاری شده است. یک ولت برابر است با اختلاف پتانسیلی که باعث می شود جریان یک آمپر، توان یک وات را در یک مدار تولید کند:
\[ 1\,\text{V} = 1\,\text{W}/\text{A} = 1\,\text{J}/\text{C} \].
به عبارت دیگر، اگر برای انتقال یک کولن بار بین دو نقطه، یک ژول کار انجام شود، اختلاف پتانسیل بین آن دو نقطه یک ولت است.
ولتاژ را می توان به فشار الکتریکی تشبیه کرد که باعث حرکت بارها در یک رسانا می شود. هرچه ولتاژ بیشتر باشد، "فشار" برای حرکت الکترون ها بیشتر است.
باتری ها و منابع تغذیه ولتاژ مشخصی تولید می کنند. یک باتری قلمی معمولی ۱.۵ ولت، باتری خودرو ۱۲ ولت و پریز برق خانگی در ایران ۲۲۰ ولت است.
\[ V = \frac{W}{q} \quad \text{(پتانسیل الکتریکی)} \qquad V = IR \quad \text{(قانون اهم)} \]قانون اهم رابطه بین ولتاژ، جریان و مقاومت را بیان می کند: V = IR. اگر مقاومت R اهم باشد و جریان I آمپر، ولتاژ دو سر مقاومت V ولت خواهد بود.
میدان الکتریکی E با ولتاژ رابطه دارد. در یک خازن تخت با فاصله d بین صفحات، رابطه
\[ E = V/d \]برقرار است (واحد میدان الکتریکی ولت بر متر است).
انرژی ذخیره شده در یک خازن با ظرفیت C و ولتاژ V برابر با
\[ U = \frac{1}{2}CV^2 \]است. همچنین انرژی داده شده به بار q در اثر عبور از اختلاف پتانسیل V برابر با U = qV است.
مثال: اگر یک الکترون (با بار
\[ 1.6\times10^{-19} \]کولن) از اختلاف پتانسیل ۱ ولت عبور کند، انرژی آن به اندازه
\[ 1.6\times10^{-19} \]ژول افزایش می یابد که همان ۱ الکترون ولت است.
در فیزیک مدرن، شتاب دهنده های ذرات از ولتاژهای بسیار بالا (میلیون ها ولت) برای افزایش انرژی ذرات استفاده می کنند. برای مثال، LHC در سرن از ولتاژهای معادل ترالکترون ولت (
\[ 10^{12} \]eV) استفاده می کند.
ولت سنج (ولت متر) دستگاهی است برای اندازه گیری اختلاف پتانسیل بین دو نقطه. این اندازه گیری به موازات با مدار انجام می شود.
ولتاژ القایی در یک سیم پیچ با تغییر شار مغناطیسی، توسط قانون القای فاراده توصیف می شود:
\[ \mathcal{E} = -N\frac{d\Phi_B}{dt} \].
در صنعت برق، از پیشوندهایی مانند کیلوولت (kV)، مگاولت (MV) و حتی گیگاولت (GV) برای ولتاژهای بالا استفاده می شود. خطوط انتقال برق فشار قوی با ولتاژهای ۴۰۰ کیلوولت یا بیشتر کار می کنند.
ولت یکی از مهم ترین یکاها در الکترونیک و مهندسی برق است و درک آن برای هرگونه فعالیت در این حوزه ضروری است.
