Napätie predstavuje energiu elektrického potenciálu na jednotkový poplatok. Ak bola jednotka elektrického náboja umiestnená na danom mieste, napätie označuje potenciálna energia v tom momente. Inými slovami, je to meranie energie obsiahnutej v a elektrické polealebo elektrický obvod v danom bode. Je to rovnaké ako práca, ktorá by sa musela vykonať na jednotkový náboj oproti elektrickému poľu, aby sa náboj presunul z jedného bodu do druhého.
Napätie je skalárne množstvo; nemá smer. Ohmov zákon hovorí, že napätie sa rovná odporu súčasného času.
Jednotky napätia
Jednotka SI napätia je volt, takže 1 volt = 1 joule / coulomb. Zastupuje ju V. Volt je pomenovaný po talianskom fyzikovi Alessandrovi Volte, ktorý vynašiel chemickú batériu.
To znamená, že jeden coulomb náboja získa jednu joulu potenciálnej energie, keď sa pohybuje medzi dvoma miestami, kde rozdiel elektrického potenciálu je jeden volt. Pri napätí 12 medzi dvoma miestami získa jeden náboj coulomb 12 joulov potenciálnej energie.
Šesť-voltová batéria má potenciál pre jeden coulomb nabíjania získať šesť joulov potenciálnej energie medzi dvoma miestami. Deväť-voltová batéria má potenciál pre jeden coulomb náboja na získanie deviatich joulov potenciálnej energie.
Ako napätie funguje
Konkrétnejším príkladom napätia z reálneho života je nádrž na vodu s hadicou, ktorá sa tiahne od dna. Voda v nádrži predstavuje uložený náboj. Naplnenie nádrže vodou vyžaduje prácu. Vytvára sa tým zásoba vody, ako je to pri nabíjaní batérie. Čím viac vody v nádrži, tým väčší tlak je a voda môže vystupovať hadicou s väčším množstvom energie. Keby v nádrži bolo menej vody, vychádzala by s menšou spotrebou energie.
Tento tlakový potenciál je ekvivalentný napätiu. Čím viac vody v nádrži, tým väčší tlak. Čím viac nabitia je uložené v batérii, tým viac napätia.
Po otvorení hadice potom prúdi voda. Tlak v nádrži určuje, ako rýchlo vyteká z hadice. Elektrický prúd sa meria v ampéroch alebo ampéroch. Čím viac voltov máte, tým viac ampérov je pre prúd, tým väčší je tlak vody, tým rýchlejšie bude voda z nádrže tečať.
Prúd je však tiež ovplyvňovaný odporom. V prípade hadice je to aká je hadica široká. Široká hadica umožňuje, aby viac vody prešlo v kratšom čase, zatiaľ čo úzka hadica bráni toku vody. Pri elektrickom prúde môže existovať aj odpor meraný v ohmoch.
Ohmov zákon hovorí, že napätie sa rovná súčasnému odporu. V = I * R. Ak máte 12-voltovú batériu, ale váš odpor je dva ohmy, váš prúd bude šesť ampérov. Ak by odpor bol jeden ohm, váš súčasný by bol 12 ampérov.