2.3 מתח חשמלי
(Electric Voltage)
כדי שבמוליך תהיה תנועה מכוונת ומסודרת של חלקיקים טעונים (זרם חשמלי), יש להשקיע אנרגיה בהנעתם. הגורם אשר מאלץ את האלקטרונים החופשיים לנוע בצורה מכוונת ומסודרת לאורך המוליך קרוי מתח חשמלי.
כפי שהוגדר בפרק 1.6, המתח החשמלי הוא הפרש הפוטנציאלים בין שתי נקודות ומשמעותו: האנרגיה הפוטנציאלית (עבודה) הדרושה להעתקת יחידת מטען חיובית מנקודה כלשהי לנקודה אחרת.
המתח החשמלי מסומן באות U, יחידותיו [V] "וולט".
באמצעות חיבור מקור מתח בין קצותיו של המוליך תתקבל בו תנועה סדורה של אלקטרונים, כלומר יעבור בו זרם חשמלי. מקור המתח כדוגמת סוללה למשל, מהווה מקור אנרגיה ליצירת הפרש פוטנציאלים (מתח) במוליך. על סמך הנלמד בפרק 1, כשקיים מתח חשמלי בין קצות המוליך, שורר בתוכו שדה חשמלי היוצר כוח חשמלי שפועל על האלקטרונים.
קיימים סוגים שונים של מקורות מתח: סוללות או מצברים (תאים חשמליים), מחוללים, ספקי כוח אלקטרונים. המשותף להם הוא שמדובר במקורות אנרגיה שתפקידם להניע מטענים חשמליים.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3b/Batteries.jpg
כאמור, בחלקו הראשון של הקורס נתמקד בזרם הישר. כפי שנרמז כבר קודם לכן, המתח הוא הגורם לזרימת הזרם ולכן, מקור המתח הגורם לזרם ישר הוא מקור מתח ישר. הגדרת מתח ישר דומה באופיה להגדרת הזרם הישר - מתח שאינו משנה את כיוונו (אך יכול לשנות את עצמתו).
הערה: מקובל לסמן מתח ישר כמתח DC, על אף שפירוש ה- DC הוא למעשה זרם ישר (Direct current).
לכל מקור מתח ישר יש שני הדקים: הדק אחד עם פוטנציאל חיובי (ביחס להדק השני) והשני עם פוטנציאל שלילי (ביחס להדק הראשון)
יש שני סימולים עיקריים מוסכמים למקור מתח ישר:
במקור הימני הקו הארוך יותר מסמל את הפוטנציאל החיובי! (כלומר לא חייבים לסמן את ה- +, אפשר להבין מן האיור).
הערה: גם בעבור מתח חשמלי מקובל להשתמש ביחידות הנדסיות קטנות (מילי-וולט, מיקרו-וולט) וגדולות (קילו-וולט, מגה-וולט).