Napětí je vyjádření energie elektrického potenciálu na jednotkový náboj. Pokud byla jednotka elektrického náboje umístěna na místě, napětí označuje potenciální energie v tom okamžiku. Jinými slovy, jedná se o měření energie obsažené v a elektrické polenebo elektrický obvod v daném bodě. To se rovná práci, která by musela být provedena za jednotkový náboj proti elektrickému poli, aby se náboj přesunul z jednoho bodu do druhého.
Napětí je skalární veličina; nemá směr. Ohmův zákon říká, že napětí se rovná současnému času odporu.
Jednotky napětí
Jednotka SI napětí je volt, takže 1 volt = 1 joule / coulomb. Je zastoupena V. Volt je pojmenován podle italského fyzika Alessandra Volty, který vynalezl chemickou baterii.
To znamená, že jeden coulomb náboje získá jednu joulu potenciální energie, když se pohybuje mezi dvěma místy, kde rozdíl elektrického potenciálu je jeden volt. Pro napětí 12 mezi dvěma místy získá jedna coulomb náboje 12 joul potenciální energie.
Šestivoltová baterie má potenciál pro jeden coulomb nabíjení získat šest joulů potenciální energie mezi dvěma místy. Baterie s devíti volty má potenciál pro jeden coulomb nabíjení získat devět joulů potenciální energie.
Jak napětí funguje
Konkrétnějším příkladem napětí ze skutečného života je vodní nádrž s hadicí vedoucí ze dna. Voda v nádrži představuje uložený náboj. Naplnění nádrže vodou vyžaduje práci. Tím se vytvoří zásoba vody, stejně jako oddělené nabíjení v baterii. Čím více vody v nádrži, tím větší tlak je a voda může vystupovat hadicí s větším množstvím energie. Pokud by v nádrži bylo méně vody, vystoupilo by s méně energie.
Tento tlakový potenciál je ekvivalentní napětí. Čím více vody v nádrži, tím větší tlak. Čím více náboje je uloženo v baterii, tím více napětí.
Když otevřete hadici, pak proud vody vytéká. Tlak v nádrži určuje, jak rychle vytéká z hadice. Elektrický proud se měří v ampérech nebo ampérech. Čím více voltů máte, tím více ampérů pro proud je stejné jako čím větší je tlak vody, tím rychleji bude voda vytékat z nádrže.
Avšak proud je také ovlivňován odporem. V případě hadice je to, jak je hadice široká. Široká hadice umožňuje průchod více vody za kratší dobu, zatímco úzká hadice odolává proudu vody. S elektrickým proudem může také existovat odpor měřený v ohmech.
Ohmův zákon říká, že napětí se rovná proudu a odporu. V = I * R. Pokud máte 12-voltovou baterii, ale váš odpor je dva ohmy, váš proud bude šest ampérů. Pokud by byl odpor jeden ohm, byl by váš proud 12 ampérů.