فرق الجهد الكهربائي بين أي نقطتين على المسار الدائري يساوي صفر

فرق الجهد الكهربائي بين أي نقطتين على المسار الدائري يساوي صفر

صحيح! هذه العبارة تعبر عن مبدأ في الدوائر الكهربائية يتعلق بفرق الجهد في مسار مغلق (مسار دائري). وفقًا لقوانين الكهرباء، وبخاصة قانون كيرشوف للجهد، فإن:

فرق الجهد الكهربي في مسار مغلق

• مجموع فروق الجهد عبر جميع العناصر في دائرة مغلقة يساوي صفرًا.
• هذا لأن فرق الجهد يمثل التغير في الطاقة الكهربية، وعندما يعود الشحن الكهربائي إلى نفس النقطة التي بدأ منها، يكون التغير الإجمالي في الطاقة صفرًا.

الصيغة الرياضية لقانون كيرشوف للجهد

هو فرق الجهد عبر كل عنصر على المسار المغلق.

السبب الفيزيائي

• فرق الجهد هو الطاقة لكل وحدة شحنة بين نقطتين.
• في دائرة مغلقة، عندما تنتقل الشحنة عبر جميع العناصر وتعود إلى النقطة الأصلية، فإنها تكون قد استهلكت الطاقة (مثلًا عبر المقاومات) وأعيدت لها الطاقة (مثلًا من مصدر الجهد) بما يجعل صافي فرق الجهد صفرًا.

مثال بسيط

لو كان لدينا مسار مغلق يحتوي على:

• بطارية تعطي فرق جهد
• مقاومة تستهلك.

فإن مجموع فرق الجهد هو:

ملحوظة هامة

هذا القانون ينطبق فقط على المسارات المغلقة. إذا كنت تحسب فرق الجهد بين نقطتين غير متطابقتين على المسار، فقد يكون هناك فرق جهد حقيقي يعبر عن الطاقة المطلوبة لتحريك الشحنة بينهما.

التعريف الفيزيائي

الجهد الكهربائي بين نقطتين هو العمل المبذول (أو الطاقة المنقولة) لتحريك وحدة شحنة كهربائية من نقطة إلى أخرى.

الصيغة الرياضية

• V : الجهد الكهربائي (بالفولت).
• W : العمل المبذول أو الطاقة (بالجول).
• q : الشحنة الكهربائية (بالكولوم).

فهم الجهد الكهربائي بشكل عملي

• إذا تخيلنا المجال الكهربائي كمنحدر، فإن الجهد يشبه “الارتفاع” على هذا المنحدر.
• الإلكترونات تتحرك من الأماكن ذات الجهد الأعلى إلى الأماكن ذات الجهد الأدنى.

أنواع الجهد الكهربائي

1. الجهد الثابت (DC Voltage):
   الجهد الذي لا يتغير مع الزمن، مثل الجهد الناتج عن البطاريات.
2. الجهد المتردد (AC Voltage):
   الجهد الذي يتغير بشكل دوري مع الزمن، مثل الجهد الكهربائي في المنازل.

أهمية الجهد الكهربائي

• هو القوة المحركة التي تدفع الشحنات الكهربائية عبر الموصلات.
• يستخدم لقياس القدرة الكهربائية للأجهزة، حيث يُحدد كمية الطاقة التي يمكن نقلها.

الوحدات

• الفولت (Volt): الوحدة الأساسية لقياس الجهد الكهربائي.

أمثلة من الحياة اليومية

1. بطارية الهاتف المحمول توفر جهدًا كهربائيًا معينًا لتشغيل الجهاز.
2. مقبس الكهرباء في المنازل يعمل بجهد كهربائي متردد (AC) يتراوح عادةً بين 110 فولت إلى 240 فولت حسب الدولة.

الفرق بين الجهد والتيار

• الجهد هو القوة الدافعة التي تحرك الشحنات.
• التيار هو حركة الشحنات الكهربائية نفسها.
• يمكن تشبيههما بمجرى ماء: الجهد هو الانحدار الذي يدفع الماء، والتيار هو الماء المتحرك نفسه.

باختصار، الجهد الكهربائي هو عامل أساسي في علم الكهرباء والإلكترونيات لأنه المحرك الرئيسي للشحنات الكهربائية في أي نظام كهربائي.