ولتاژ چیست؟

پورحقانی maپورحقانی ma
2 بازدید

یکی از مهمترین مفاهیم اولیه در علم الکترونیک، مفهوم ولتاژ است. بدون حضور آن هیچ مداری کار نمی کند. برای شناخت عملکرد ولتاژ (اختلاف پتانسیل) در هر مدار باید ابتدا با مفهوم آن به خوبی آشنا شویم.

 

ولتاژ نیروی محرکه‌ای است که باعث ایجاد جریان الکتریکی در مدار می‌شود. برای یک قطعه هادی یا نیمه هادی با مقاومت مشخص، هر چه مقدار ولتاژ بیشتر باشد، جریان الکتریکی عبوری از آن نیز بیشتر خواهد بود.

 

جریان الکتریکی، مقدار حامل‌های باری است که از یک نقطه ثابت در واحد زمان عبور می کنند. در حقیقت ولتاژ یک توصیف کمی از اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه در یک میدان الکتریکی است. ولتاژ می تواند مستقیم یا متناوب باشد. در ولتاژ مستقیم، پلاریته در همه حال ثابت است در حالیکه در نوع متناوب پلاریته به صورت دوره‌ای تغییر می‌کند.

 

واحد اندازه گیری ولتاژ

این پارامتر را با حرف V نمایش می‌دهند. واحد اندازه گیری آن از روی نام یک فیزیکدان ایتالیایی به نام الساندرو ولتا برداشته شده و ولت نام دارد. این فیزیکدان آزمایشات زیادی در حوزه الکتریسیته انجام داده است. تعدادی از باتری‌های اولیه را نیز طراحی کرده است.

 

نیروی لازم برای جابجایی یک کولمب (6.28*1018) بار الکتریکی از یک مقاومت 1 اهمی در 1 ثانیه را یک ولت می نامند. یک فرمول توسط فیزیکدان آلمانی کشف شده است. این فرمول به افتخار او به نام قانون اهم نامگذاری شده است. در نتیجه این قانون به رابطه محاسبه ولتاژ برحسب جریان عبوری (I) از یک قطعه رسانا با مقاومت (R)، دست پیدا می‌کنیم.

 

اندازه گیری ولتاژ

برای اندازه‌گیری این کمیت از وسیله‌ای به نام ولت‌متر استفاده می‌شود. امروزه به جای ولت‌متر، از مولتی مترها استفاده می‌شود که علاوه بر ولتاژ پارامترهای دیگر را نیز اندازه‌گیری می‌کند.

 

برای اندازه گیری این پارامتر باید در نظر داشته باشید که قرار است اختلاف پتانسیل دو نقطه محاسبه شود. لازم است تا پتانسیل یک نقطه مثل زمین به عنوان پتانسیل مرجع انتخاب شود. همچنین اندازه گیری‌ها به نسبت آن نقطه انجام شود. یک ولت متر با اندازه‌گیری جریان عبوری از یک مقاومت ثابت اختلاف پتانسیل را اندازه می‌گیرد.

 

در یک مدار الکتریکی برای اندازه‌گیری این کمیت باید دو سر ولت‌متر را به صورت موازی به دو نقطه مورد نظر از مدار اعمال کنیم. به این صورت که سر مثبت ولت‌متر به بخش دارای ولتاژ بیشتر و سر منفی آن به مقدار پایین‌تر وصل می‌شود. مقدار نمایش داده شده روی صفحه ولت‌متر دیجیتال مساوی مقدار اختلاف پتانسیل دو سر آن قطعه است.

 

در برخی از ولت‌مترها رنج (بازه) اندازه‌گیری ولتاژ باید به صورت دستی تنظیم شود. اگر مقدار اندازه‌گیری شده بیشتر از بازه انتخابی باشد، مقدار 0 یا 1 یا حرف F و یا با سایر نمادها نمایش داده می شود.

 

در ولت‌مترهای آنالوگ یا عقربه‌ای، به جای صفحه نمایش دیجیتالی، یک عقربه روی صفحه مدرجی قرار دارد که باید با استفاده از آن مقدار کمیت را تشخیص داد.

این را هم بخوانید

ولت متر

تعبیر هیدرولیکی

یک تعبیر ساده برای مدار الکتریکی، جریان آبی است که توسط یک پمپ مکانیکی در یک حلقه لوله کشی برقرار است. اختلاف پتانسیل بین دو نقطه را می‌توان به عنوان اختلاف فشار بین دو نقطه در نظر گرفت. اگر یک پمپ اختلاف فشار بین دو نقطه ایجاد کند، جریان آب از یک نقطه به نقطه دیگر ایجاد می‌شود و کار انجام می‌شود، همانند توربین.

 

تعبیر هیدرولیکی ولتاژ

بطور مشابه، با برقراری جریان الکتریکی حاصل از اختلاف پتانسیل ایجاد شده بین دو نقطه توسط باتری، کار انجام می‌شود. برای مثال، یک باتری ماشین سالم می‌تواند جریان زیادی را به سیم بندی‌های ماشین برای چرخاندن موتور ماشین انتقال دهد. در مثال توربین، اگر پمپ کار نکند، اختلاف فشاری ایجاد نمی‌شود و در نتیجه توربین نمی‌چرخد. در مثال ماشین نیز اگر باتری ماشین ضعیف باشد نمی‌تواند موتور ماشین را بچرخاند. تعبیر هیدرولیکی برای فهم بسیاری از مفاهیم الکتریکی قابل استفاده است.

 

مقادیر اختلاف پتانسیل رایج

اختلاف پتانسیل رایج برای یک باتری چراغ قوه، 1.5 ولت و برای باتری ماشین 12 ولت است. ولتاژی که توسط شرکت‌های برق قدرت برای مصرف کننده‌ها تامین می‌شود بین 110 تا 120 ولت متناوب و یا 220 تا 240 ولت متناوب است. ولتاژ انتقالی در خط‌های انتقال ولتاژ که برای توزیع برق از منبع به مصرف کننده است معمولا چند صد برابر ولتاژ مصرف کننده می‌باشد.

 

اعمال کردن اختلاف پتانسیل مورد نیاز و قابل تحمل برای هر قطعه به آن بسیار ضروری است. باید در زمان طراحی یک مدار و ساخت آن و یا استفاده از وسایل الکترونیکی حتما به این موضوع توجه داشت. برای مثال یک لامپ 240 ولتی اگر به باتری 12 ولتی وصل شود، روشن نمی‌شود و اگر USB پنج ولتی به 240 ولت وصل شود، جریان زیادی از آن عبور کرده و قطعه آسیب می‌بیند.

دسته بندی الکتریکی بلاگ مقالات فنی
اشتراک گذاری

نوشته های مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

69+ محصولات
27+ مطالب وبلاگ

نشان ملی ثبت

logo-samandehi

نماد های اعتماد

عضویت در خبرنامه

با عضویت در خبرنامه از آخرین پیشنهادها و تخفیف های ما زودتر از بقیه با خبر شوید!
سبد خرید

سبد خرید شما خالی است.

ورود به سایت