فولت – Volt

الجهد الكهربائي أو فرق الجهد الكهربائي أو الفُولتية أو القوة الدافعة الكهربائية (عن الإنجليزية)،

ووحدته V أو التّوتّر (عن الألمانية) ورمزه (U (Unterschied هو كمية الطاقة الدّافعة للإلكترونات من القطب السالب إلى القطب الموجب،

وينتج عن هذه الحركة تحويل الطاقة الكهربائية إلى أنواع آخرى من أنواع الطاقة وأهمها الطاقة الحرارية وذلك ناجم عن مقاومة المواد الموصلة لحركة اللإلكترونات؛

أو ضوئية في المصباح أو حركية في المحرك الكهربائي. وحدة قياس الجهد هي الفولت،

وتمثل ما مقدراه 1 جول من الطاقة تكتسبها كمية 1 كولوم من الإلكترونات عند خروجها من القطب السالب لمصدر الطاقة كالبطارية إلى القطب الموجب منه.

أو مقدار الشغل أو الجهد المبذول لنقل شحنة كهربائية مقدارها 1 كولوم بين طرفي السلك.

أو فرق الجهد بين نقطتين عند مرور تيار شدته 1 أمبير مسبب قدرة كهربائية مقدارها 1 واط.

الجهد الكهربائي هو الفرق بين مقدار الكمون الكهربائي بين القطبين فإذا كان القطب الأول ذا كمون +12 فولت والقطب الثاني ذا كمون -12 فولت،

فإن فرق الكمون هو 24 فولت (لاحظ أن فرق الجهد كمية قياسية) وهذا يعني أن أي مجموعة إلكترونات تساوي في مقدارها 1 كولوم

تنتقل بين القطبين ستكتسب 24 جول من الطاقة الحركية.

أداة القياس

أداة قياس الجهد الكهربائي يقال لها الفولتميتر وهي كلمة مركبة من فولت، وهي وحدة قياس الجهد الكهربائي، ومتر، وهي وحدة قياس، وركبت الكلمتان مع بعضهما كي تعطيان معنى جهاز قياس الجهد (الفولتميتر). يوصل الفولتمتير على التوازي في الدائرة المراد قياس الجهد عليها، ولكي لا يؤثر جهاز القياس في الدائرة المقاسة، يجب أن تكون مقاومة الفولتمتير الداخلية أكبر ما يمكن.

تعتبر أجهزة قياس التيار والجهد قريبة في التصميم والأداء باستثناء الأجهزة الكهروستاتيكية، فإن جهاز قياس الجهد يمر به تيار يتناسب مع الجهد المراد قياسه، وينتج هذا التيار العزم المطلوب لتشغيله، في حالة جهاز قياس التيار فإن العزم المطلوب ينتج عن مرور التيار المراد قياسه، أو عن مرور نسبة محددة منه، وعليه فإن الفرق الوحيد بين النوعين من الأجهزة يكمن في مقدار التيار اللازم لإيجاد العزم المطلوب.

من أجل تحريك شحنة كهربائية من نقطة إلى نقطة أخرى عبر مسار معين لا بد من أداء شغل باستخدام القوة {\displaystyle {\vec {F}}}. ويعرف الجهد الكهربائي بأنه مقدار هذا الشغل المؤدى على تلك الشحنة. ويفترض أن تكون الشحنة صغيرة جدا بحيث لا يغير مجالها الكهربائي المجال الكهربائي الموجود.

وباعتبار:

{\displaystyle Q} = الشحنة؛

{\displaystyle {\vec {F}}} = القوة؛

{\displaystyle {\vec {E}}} = شدة المجال الكهربائي؛

{\displaystyle \mathrm {d} {\vec {s}}} = عنصر مسافة الإزاحة؛

{\displaystyle W_{\mathrm {AB} }} = الشغل المؤدى لإزاحة الشحنة من النقطة A إلى النقطة B .

[ W = الشغل اختصارا لكلمة Work الإنجليزية].

وباستخدام العلاقات:

{\displaystyle \mathrm {d} W={\vec {F}}\cdot \mathrm {d} {\vec {s}}}

{\displaystyle {\vec {F}}={\vec {E}}\cdot Q}

نحصل على الجهد {\displaystyle U_{\mathrm {AB} }} بين A و B :

{\displaystyle U_{\mathrm {AB} }={\frac {W_{\mathrm {AB} }}{Q}}=\int _{A}^{B}{\vec {E}}\cdot \mathrm {d} {\vec {s}}\ .}

علامة التكامل هي علامة جمع حيث نجمع حصيلة الشغل الناتج عن إزاحات عديدة صغيرة، كل إزاحة منها قدره{\displaystyle \mathrm {d} {\vec {s}}\ } عبر المسافة من A إلى B .

ونلاحظ أن الكميات {\displaystyle \mathrm {d} {\vec {s}}\ } و {\displaystyle {\vec {F}}} كميات متجهة. وأن حاصل ضربهما وهو ضرب قياسي ينتج كمية غير متجهة dW لان الشغل كمية غير متجهة ويقاس بوحدة كولوم.فولط.