افت پتانسیل
اكنون می خواهیم اختلاف پتانسیل دو سر مقاومت را با دقت بیشتری بررسی كنیم. در مبحث اختلاف پتانسیل در الكتریسیته ساكن، ذكر شد كه بارهای مثبت هم واره تمایل دارند تحت تأثیر میدان الكتریكی از پتانسیل بیشتر به پتانسیل كمتر حركت كنند.
مدار ساده ای متشكل از یك باتری و مقاومت را در نظر بگیرید. باتری باعث به وجود آمدن میدان الكتریكی درون مقاومت می شود، به گونه ای كه جهت میدان از طرف پایانه مثبت به طرف پایانه منفی است. از مباحث قبل می دانیم كه جهت میدان نشان دهنده راستای كاهش پتانسیل است. پس طرف B پتانسیل كمتری نسبت به طرف A دارد.
اختلاف پتانسیل بین A و B را بدین صورت می نویسیم: VAB = VA - VB
طبق قانون اهم، اختلاف پتانسیل دو سر مقاومت برابر است با V=IR، بنابراین نتیجه می شود كه IR = VA - VB. این نتیجه، نقش مهمی در تجزیه و تحلیل مدارها ایفا می كند.
با توجّه به بحث بالا، عبور جریان از مقاومت هم واره در جهت كاهش پتانسیل است.
معمولا برای نشان دادن سمتی كه پتانسیل بیشتری دارد از علامت + استفاده می كنند. متناظراً، طرفی كه پتانسیل كمتری دارد با علامت منفی نشان داده می شود.
مطالب فوق را بدین شكل می توان جمع بندی نمود:
در مسیر عبور جریان از مقاومت، پتانسیل كاهش یافته و درخلاف جهت جریان پتانسیل افزایش می یابد.
در مدار مقابل، یك باتری 12 ولت با مقاومت داخلی 2 اهم به یك مقاومت 4 اهمی وصل شده است. بنابراین جریان مدار 2A می باشد. اكنون افزایش و كاهش پتانسیل در این مدار را بررسی می كنیم. برای این منظور از طرف پایانه منفی باتری حركت می كنیم.
در ابتدا پتانسیل به علت وجود باتری به اندازه 12 ولت افزایش می یابد. سپس طبق رابطه V=IR پتانسیل در دو سر مقاومت داخلی به اندازه 4 ولت كاهش می یابد. در ادامه، مقاومت 4 اهمی در مسیر جریان قرار دارد. این قطعه طبق رابطه V=IR پتانسیل را به اندازه 8 ولت كاهش می دهد. تصویر زیر افزایش و كاهش پتانسیل را نشان می دهد.
در مدار زیر دو مقاومت سری باعث افت ولتاژ می شوند و باتری مدار، افت ولتاژ را جبران می كند.
در مدار زیر، باتری افت ولتاژ ناشی از دو مقاومت موازی را جبران می كند.
به تفاوت افت ولتاژ در دو مدار فوق توجّه كنید.
مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی
تنظیم: مریم فروزان کیا
