Πώς λειτουργεί η τάση;

Η τάση, επίσης γνωστή ως ηλεκτρική διαφορά δυναμικού, είναι η πίεση Αυτό ωθεί τα ηλεκτρόνια μέσω ενός αγωγού. Είναι η κινητήρια δύναμη πίσω από το ηλεκτρικό ρεύμα. Για να καταλάβετε πώς λειτουργεί, εξετάστε αυτές τις αναλογίες:

* αναλογία νερού: Φανταστείτε μια δεξαμενή νερού με σωλήνα στο κάτω μέρος. Το ύψος του νερού στη δεξαμενή αντιπροσωπεύει τάση. Όσο υψηλότερη είναι η στάθμη του νερού (υψηλότερη τάση), τόσο μεγαλύτερη είναι η πίεση που ωθεί το νερό μέσω του σωλήνα. Η ροή του νερού είναι ανάλογη με το ηλεκτρικό ρεύμα.

* Μηχανική αναλογία: Σκεφτείτε ένα βάρος σε μια τροχαλία. Η πιθανή ενέργεια του βάρους λόγω βαρύτητας είναι ανάλογη με την τάση. Όσο υψηλότερο είναι το βάρος, τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανή ενέργεια και τόσο ισχυρότερη είναι η δύναμη να την τραβήξει. Αυτή η δύναμη είναι παρόμοια με την "ώθηση" της τάσης στα ηλεκτρόνια.

Όσον αφορά τη φυσική:

Η τάση είναι η διαφορά στην ηλεκτρική δυναμική ενέργεια μεταξύ δύο σημείων σε ένα κύκλωμα. Αυτή η διαφορά προκύπτει από τον διαχωρισμό του φορτίου. Τα ηλεκτρόνια φέρουν αρνητικό φορτίο και όταν συσσωρεύονται σε μία περιοχή, αυτή η περιοχή γίνεται αρνητικά φορτισμένη σε σχέση με μια άλλη περιοχή με ανεπάρκεια ηλεκτρονίων (θετικό φορτίο). Αυτή η διαφορά στο φορτίο δημιουργεί ένα ηλεκτρικό πεδίο, το οποίο ασκεί μια δύναμη στα ηλεκτρόνια, ωθώντας τα από την περιοχή υψηλότερης συγκέντρωσης ηλεκτρονίων (αρνητικό δυναμικό) στην περιοχή χαμηλότερης συγκέντρωσης (θετικό δυναμικό).

* Μονάδες: Η τάση μετράται σε βολτ (V). Ένα volt ορίζεται ως ένα joule (j) ενέργειας ανά coulomb (c) του φορτίου. (1 V =1 J/C) Αυτό σημαίνει ότι ένα volt αντιπροσωπεύει τη διαφορά δυναμικού που θα δώσει ένα coulomb της χρέωσης ενός joule της ενέργειας.

* Πηγές τάσης: Διάφορες πηγές δημιουργούν διαφορές τάσης, όπως:

* μπαταρίες: Οι χημικές αντιδράσεις μέσα σε μια μπαταρία ξεχωριστά φορτία, δημιουργώντας μια δυναμική διαφορά μεταξύ των ακροδεκτών της μπαταρίας.

* γεννήτριες: Αυτά χρησιμοποιούν μηχανική ενέργεια (π.χ. από τους στροβίλους) για να μετακινήσουν μαγνήτες κοντά σε πηνία σύρματος, προκαλώντας τάση.

* ηλιακά κύτταρα: Αυτά μετατρέπουν την φωτεινή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια, δημιουργώντας μια διαφορά τάσης.

* τροφοδοτικά: Αυτά μετατρέπουν AC (εναλλασσόμενο ρεύμα) σε DC (άμεσο ρεύμα) και ρυθμίζουν την τάση.

Συνοπτικά: Η τάση δεν είναι η ίδια η ροή φορτίου. Είναι το * δυναμικό * για να ρέει η φόρτιση. Είναι η ηλεκτρομαγνητική δύναμη (EMF) που δημιουργεί την πίεση που οδηγεί την κίνηση των ηλεκτρονίων, που αποτελεί ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Όσο υψηλότερη είναι η τάση, τόσο μεγαλύτερη είναι η πίεση και τυπικά (αλλά όχι πάντα), τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα εάν η αντίσταση παραμένει η ίδια (νόμος του Ohm).