מתח הוא מושג חשוב של הנדסת חשמל.

החשמל הוא הנפוץ ביותר על ידי האדם.סוג של אנרגיה. ללא הגזמה, ניתן לומר כי ההגדרה של זרם חשמלי כתנועה מסודרת של אלקטרונים ידועה בספרי הלימוד של הפיסיקה. אבל זה מה המתח הוא ואיך זה "תנועה מסודר" מובטחת, לא כולם יענו. נזכיר כי אלקטרון, מטען חשמלי בסיסי, אינו זז לאורך מנצח בפני עצמו. מאידך גיסא, רק תנועת ההאשמות לאורך המעגל מלווה בביצוע עבודה שימושית בצורה של טרנספורמציה של אנרגיה מסוג אחד למשנהו. זה בזכות התמורות האלה כי זרם חשמלי במקרים מסוימים זוהר נימה של הנורה, ובמקרים אחרים - מסובב את הרוטור של המנוע החשמלי. במקרה הראשון, יש לנו את ההמרה של אנרגיה חשמלית לחום, ובשנייה - לתוך מגנטי. האנרגיה של חיובים נעים נצרכת על ידי מקור ששומר על זרם חשמלי במעגל. זורם דרך המנצח, הנוכחי נושאת את האנרגיה של המקור EMF לצרכן - נימה, פיתולים המנוע, וכו '

Если определить ток как количество зарядов, זורם דרך מנצח, ניתן לומר כי העבודה של הנוכחי תלוי בכמות של חיובים אלה ליחידת זמן. ומה קובע את זרם החשמל במעגל? חשבו על מודל של זרם שוטף בדוגמה של סילון מים הזורם מתוך חור בחלק התחתון של גליל מלא למעלה. תארו לעצמכם כי במודל שלנו גליל הוא מנצח, ומים הוא מספר גדול של טיפות אלקטרונים. אז ברור לחלוטין כי כמות המים הזורמים ליחידת זמן תלויה בשני פרמטרים - לחץ של עמוד המים, אשר במעגלים חשמליים נקרא מתח, ואת קוטר החור - אנלוגי של התנגדות חשמלית. גובה עמודת המים במודל זה קובע את הפוטנציאל העליון של מקור האנרגיה, טיפות האשמות דומות לזרימת האלקטרונים הנעים מהשכבה העליונה אל החלק התחתון. האנרגיה הפוטנציאלית של מסת המים, דהיינו היכולת לעשות עבודה מועילה, ברמות העליונות והתחתונות שונה. בשל נוכחותם של הבדלים אפשריים, מים יכולים לזרום מתוך החור עם ההמרה של האנרגיה הפוטנציאלית של עמוד המים לתוך האנרגיה הקינטית של סילון המים. אם הגובה של עמודה המים גדל, אז ההבדל הפוטנציאלי, או מתח, מגביר, ואת הנוכחי, ליתר דיוק, את המסה של מים זורמים ליחידת זמן, גם מגביר. לפיכך, המודל המוצע מראה תלות פרופורציונלית ישירה של כוח הנוכחי על המתח.

בתיאוריית החשמל, פלט זה נכתבכדלקמן: I = F (U) * K, כאשר אני הנוכחי, U הוא המתח, ו- K הוא המאפיין היחיד של תגובת המעגל החשמלי לזרם העובר דרכו הוא מוליכות. הטכניקה משתמשת בדרך כלל בהיפוך גודל של המוליכות R = 1 / K, והיא נקראת "התנגדות". ההתנגדות מטופלת בדרך כלל כמעגל מטען. במודל שלנו, "התנגדות" כזו היא שטח החור לניקוז מים: ככל שהוא גדול יותר, כך חדירות גדולה יותר, או, בשפה של הנדסת חשמל, מוליכות, ולכן, התנגדות זרימת המים פוחתת.

На модели наглядно видно, как потенциальная האנרגיה של זרימת טיפות האשפה מומרת לאנרגיה הקינטית של המטוס היוצא. ההתנגדות פחות (או יותר מוליכות), יותר עבודה מכנית מבוצעת על המסה של מים. במילים אחרות, סוגים שונים של מטענים הם הממירים הנוכחי, למשל, נימה ממיר אנרגיה חשמלית לתוך חום ואור, סליל ממסר ממיר אנרגיה חשמלית לתוך מגנטי, וכו '

חזרה למעגלים חשמליים, ניתן להסיק כי הכוח הנוכחי אני ואת המתח U הם הפרמטרים החשמליים הקובעים את הפעולה של הנוכחי (A = U = I).

הכוח הנוכחי נקבע על ידי הסכוםאת המטען המועבר, והמתח הוא הסיבה שגורמת לאלקטרונים ל"מסודרים "לנוע מפוטנציאל גבוה יותר לקטן יותר. אם המתח נעדר, אז אין כמות של אלקטרונים חופשיים בחומר יוביל לתנועה של חיובים. משמעות הדבר היא כי חוסר מתח אינו מוביל להעברת אנרגיה.

Хорошей демонстрацией полученных выводов являются תחנות כוח הידרואלקטריות: הם נבנים באמצעות הבדל גדול ברמות (פוטנציאל) של מים. כאן, המסה של המים היורדים דומה לזו הנוכחית, וההבדל ברמות של הזרם במורד הזרם ממלא תפקיד של ירידה בפוטנציאל.