اختلاف پتانسیل الکتریکی

ما در بخش‌های مختلف علوم با معنای پتانسیل آشنا شده‌ایم. مثلاً پتانسیل گرانشی و... اما در این بخش به بررسی پتانسیل الکتریکی می‌پردازیم.

وقتی جسمی از یک ارتفاع بالا مانند کوه به سمت پایین سقوط می‌کند به این علت است که بین پایین کوه و بالای کوه اختلاف پتانسیل وجود دارد. البته این اختلاف پتانسیل گرانشی است. وقتی بین دو سر یک سیم اختلاف پتانسیل الکتریکی باشد باعث شارش الکترون‌ها می‌شود و یک جریان الکتریکی به‌ وجود می‌آید.

عاملی را كه موجب جریان یا شارش بارهای الكتریكی از یك نقطه به نقطه دیگر می‌شود، اختلاف پتانسیل الكتریكی می‌نامند؛ بنابراین بار الكتریكی می‌تواند خود به خود از نقطه‌ای با پتانسیل الكتریكی بیشتر به نقطه‌ای با پتانسیل الكتریكی كمتر شارش نماید. اما برای شارش بار الكتریكی از پتانسیل كمتر به پتانسیل بیشتر باید كار انجام داد (مثل شارش آب بین دو نقطه كه با هم اختلاف ارتفاع دارند). اختلاف پتانسیل الكتریكی را با نماد V نشان می‌دهند؛ و یكای آن ولت است.

مولد یا باتری

مولد بین دو نقطه اختلاف پتانسیل الكتریكی به وجود آورده و سبب حركت بارهای الكتریكی می‌شود. در واقع مولد به بارهای الكتریكی انرژی می‌دهد. در یك مدار الكتریكی، در صورتی كه مدار به درستی بسته شده باشد؛ جریان الكتریكی به وجود می‌آید و لامپ روشن می‌شود. برای به وجود آمدن جریان الكتریكی وجود قوه یا باتری ضروری است.  پیل یا مولد را با علامت نشان  می‌دهند. (|+ نمایانگر پایانه مثبت و -| نمایانگر پایانه منفی مولد است).

به قوه و باتری مولد جریان الكتریكی گفته می‌شود. در یك مولد صورتی از انرژی به انرژی الكتریكی تبدیل می‌شود.

اساس کار همه‌ی باتری‌ها یکسان است و در همه‌ی آن‌ها یک تبدیل صورت می‌گیرد، تبدیل نوعی انرژی به انرژی الکتریکی. به عنوان مثال، باتری خورشیدی، انرژی گرمایی خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. باتری‌هایی مانند باتری اتومبیل، پیل ها یا سلول‌هایی ولتایی هستند. در این نوع پیل ها، از یک واکنش شیمیایی برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می‌شود.

در تاریخ 1800 میلادی در پی یک اختلاف حرفه‌ای بر سر واکنش گالوانیکی که از سوی لوییجی گالوانی حمایت می‌شد، الساندور ولتا، پیل ولتایی خود را که مقدمه ابداع باتری بود، اختراع کرد که این پیل جریان الکتریکی پایداری را ایجاد می‌کرد.

ولتا کشف کرده بود که مۆثرترین جفت فلز متفاوتی که جریان الکتریسیته ایجاد می‌کنند، روی و نقره اند. در دهه‌ی 1800 میلادی کنگره بین‌المللی الکتریکی که الان به نام کمیسیون بین‌المللی الکترونیکی (IEC) معروف است، ولت را برای نیروی الکتروموتیو تصویب کرد. ولت به صورت اختلاف پتانسیل یک هادی وقتی که یک جریان یک آمپر توان یک وات را ایجاد می‌کند، تعریف شد.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مرتضی عرفانیان

تنظیم: مریم فروزان کیا