Voltage Definition in Physics

Spanning is een weergave van de elektrische potentiële energie per lading per eenheid. Als een eenheid van elektrische lading op een locatie werd geplaatst, geeft de spanning de potentiële energie ervan op dat punt aan. Met andere woorden, het is een meting van de energie in een elektrisch veld of een elektrisch circuit op een bepaald punt. Het is gelijk aan het werk dat gedaan zou moeten worden per lading per eenheid tegen het elektrische veld om de lading van het ene punt naar het andere te verplaatsen.

Spanning is een scalaire hoeveelheid; het heeft geen richting. De wet van Ohm zegt dat spanning gelijk is aan stroom maal weerstand.

Eenheden van spanning

De SI-eenheid van spanning is de volt, zodat 1 volt = 1 joule / coulomb. Het wordt vertegenwoordigd door V. De volt is vernoemd naar de Italiaanse natuurkundige Alessandro Volta die een chemische batterij heeft uitgevonden.

Dit betekent dat één ladingcoulomb één joule potentiële energie krijgt wanneer deze wordt verplaatst tussen twee locaties waar het elektrische potentiaalverschil één volt is. Voor een spanning van 12 tussen twee locaties, krijgt één laadcel 12 joule potentiële energie.

Een zes-volt batterij heeft een potentieel voor één coulomb van lading om zes joules potentiële energie te verkrijgen tussen twee locaties. Een negen-volt batterij heeft een potentieel voor één coulomb van lading om negen joule potentiële energie te winnen.

Hoe spanning werkt

Een meer concreet voorbeeld van spanning uit het echte leven is een watertank met een slang die zich vanaf de bodem uitstrekt. Water in de tank vertegenwoordigt opgeslagen lading. Er is werk voor nodig om de tank met water te vullen. Dit creëert een opslag van water, zoals het scheiden van lading in een batterij. Hoe meer water in de tank, hoe meer druk er is en het water kan met meer energie door de slang stromen. Als er minder water in de tank zou zijn, zou deze met minder energie verlaten.

Dit drukpotentiaal is equivalent aan spanning. Hoe meer water in de tank, hoe meer druk. Hoe meer lading in een batterij wordt opgeslagen, hoe meer spanning.

Wanneer u de slang opent, stroomt de waterstroom. De druk in de tank bepaalt hoe snel deze uit de slang stroomt. Elektrische stroom wordt gemeten in Ampère of Ampère. Hoe meer volt je hebt, hoe meer ampères voor de stroom, hetzelfde als hoe meer waterdruk je hebt, hoe sneller het water uit de tank zal stromen.

De stroom wordt echter ook beïnvloed door weerstand. In het geval van de slang is het hoe breed de slang is. Een brede slang laat meer water in minder tijd passeren, terwijl een smalle slang de waterstroom weerstaat. Met een elektrische stroom kan er ook weerstand zijn, gemeten in ohm.

De wet van Ohm zegt dat spanning gelijk is aan stroom maal weerstand. V = I * R. Als u een 12-volt batterij heeft, maar uw weerstand is twee ohm, dan is uw stroom zes ampère. Als de weerstand één ohm was, zou je stroom 12 ampère zijn.