ولتاژ: تفاوت میان نسخه‌ها

یک قیاس ساده برای یک [[مدار الکتریکی]]، آب در مدار بسته [[لوله‌کشی]] است که توسط یک پمپ مکانیکی هدایت می‌شود. این را می‌توان «مدار آب» نامید. اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه با [[اختلاف فشار]] (ناشی از [[ارتفاع]] یا فشار پمپ) بین دو نقطه مطابقت دارد. اگر پمپ اختلاف فشار را بین دو نقطه ایجاد کند، آنگاه آب از یک نقطه به نقطه دیگر می‌تواند جابجا شود. به‌طور مشابه، این کار را می‌توان با [[جریان الکتریکی]] [[رانده شده]] توسط اختلاف پتانسیل ارائه شده توسط [[باتری]] انجام داد. به عنوان مثال، ولتاژ تأمین شده توسط یک باتری خودرو می‌تواند جریان زیادی را از طریق سیم پیچ‌های استارت اتومبیل ایجاد کند. اگر [[پمپ]] کار نکند، اختلاف فشار ایجاد نمی‌کند و پرهٔ پمپ نمی‌چرخد. به همین ترتیب، اگر باتری خودرو بسیار ضعیف یا خوابیده باشد، ماشین استارت نمی‌خورد.

اصطلاح نیروی الکتریکی اولین بار توسط ولتا در نامه ای به Giovanni Aldini در سال ۱۷۹۸ استفاده شد، و اولین بار در سال ۱۸۰۱ در مقاله ای منتشر شده در Annales de chimie et de physique ظاهر شد.<ref name=Varney/>{{rp|408}} ولتا (Volta) به معنای این نیرو بود که نبود. نیروی الکترواستاتیک، به‌طور خاص، یک نیروی الکتروشیمیایی است.<ref name=Varney>Robert N. Varney, Leon H. Fisher, [https://aapt.scitation.org/doi/abs/10.1119/1.12115 "Electromotive force: Volta's forgotten concept"], ''American Journal of Physics'', vol. 48, iss. 5, pp. 405–408, May 1980.</ref>{{rp|405}} این اصطلاح توسط [[مایکل فارادی]] در رابطه با [[القای الکترومغناطیسی]] در دهه ۱۸۲۰ مطرح شد. با این حال، تعریف روشنی از ولتاژ و روش اندازه‌گیری آن در آن زمان ارائه نشده بود.<ref>C. J. Brockman, [https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ed005p549?journalCode=jceda8 "The origin of voltaic electricity: The contact vs. chemical theory before the concept of E. M. F. was developed"], ''Journal of Chemical Education'', vol. 5, no. 5, pp. 549–555, May 1928</ref> ولتا نیروی الکتروموتور (emf) را از تنش (اختلاف پتانسیل مشاهده شده در پایانه‌های یک سلول الکتروشیمیایی) متمایز می‌کند. وقتی مدار باز بود دقیقاً باید emf سلول را متعادل کند، تا جریان جاری نشود.<ref name=Varney/>{{rp|405}}

در این حالت، افزایش ولتاژ از نقطه A به نقطه B برابر است با کار انجام شده برای هر واحد بار الکتریکی، در برابر میدان الکتریکی، برای انتقال بار از A به B بدون ایجاد هرگونه شتاب. از نظر ریاضی، این به عنوان [[انتگرال خطی]] میدان الکتریکی در طول آن مسیر بیان می‌شود. براساس این تعریف، اختلاف ولتاژ بین دو نقطه در صورت وجود [[میدان‌های مغناطیسی]] متغیر با زمان مشخص نیست زیرا نیروی الکتریکی در چنین مواردی یک [[نیروی پایستار]] نیست.

کاربرد مشترک اصطلاح «ولتاژ» در توصیف ولتاژ دو سر یک دستگاه برقی (مانند مقاومت) است. افت ولتاژ در دستگاه می‌تواند به عنوان تفاوت اندازه‌گیری در هر ترمینال دستگاه با توجه به یک نقطه مرجع مشترک (یا زمین) درک شود. افت ولتاژ تفاوت بین دو قرائت است. دو نقطه در یک مدار الکتریکی که توسط یک هادی ایده‌آل و بدون مقاومت به یکدیگر وصل می‌شوند و در یک [[میدان مغناطیسی]] در حال تغییر نیستند اختلاف ولتاژ صفر دارند. هر دو نقطه با همان پتانسیل ممکن است توسط یک هادی وصل شود و هیچ جریانی بین آن‌ها جریان نخواهد داشت.