Tegangan merupakan konsep penting teknik elektro

Listrik adalah jenis energi yang paling banyak digunakan. Tanpa berlebihan, kita bisa mengatakan bahwa definisi arus listrik sebagai gerakan terurut elektron sudah dikenal bahkan dari buku pelajaran fisika sekolah. Tapi itulah tegangannya dan bagaimana "gerakan memerintahkan" ini disediakan, tidak semua orang akan menjawabnya. Mari kita ingat bahwa elektron, muatan listrik elementer , tidak bergerak dengan sendirinya di sepanjang konduktor. Di sisi lain, hanya pergerakan biaya di sepanjang rantai tersebut disertai dengan kinerja kerja bermanfaat berupa transformasi energi dari satu spesies ke spesies lainnya. Hal ini disebabkan oleh transformasi bahwa arus listrik dalam beberapa kasus memancarkan benang bola lampu, sementara di bagian lain motor tersebut mengubah rotor motor listriknya. Pada kasus pertama, kita memiliki konversi energi listrik menjadi energi panas, dan pada kasus kedua ke magnet. Energi muatan bergerak dikonsumsi oleh sumber yang mendukung arus listrik di sirkuit. Berjalan di sepanjang konduktor, arus membawa energi sumber EMF ke konsumen - filamen, belitan motor listrik, dll.

Jika kita mendefinisikan arus sebagai jumlah muatan yang mengalir di sepanjang konduktor, maka kita dapat mengatakan bahwa pekerjaan saat ini bergantung pada jumlah biaya per satuan waktu ini. Dan pada apa arus listrik di sirkuit tergantung? Mari kita simak sebuah model aliran arus dengan contoh pancaran air yang mengalir dari lubang di bagian bawah silinder yang terisi ke atas. Mari kita bayangkan bahwa dalam model kita silinder adalah konduktor, dan air adalah sejumlah besar tetesan elektron. Maka cukup jelas bahwa jumlah air yang mengalir per satuan waktu bergantung pada dua parameter - tekanan kolom air, yang pada rangkaian listrik disebut sebagai voltase arus, dan diameter lubang - analog dari tahanan listrik. Ketinggian kolom air dalam model ini menentukan potensi atas sumber energi, droplet-charge serupa dengan aliran elektron yang bergerak dari lapisan atas ke lapisan bawah. Energi potensial dari massa air, mis. Kemampuan untuk melakukan beberapa pekerjaan bermanfaat, pada tingkat atas dan bawah berbeda. Karena perbedaan potensial, air dapat mengalir keluar dari lubang dan dengan konversi potensi energi kolom air menjadi energi kinetik jet air. Jika tinggi kolom air meningkat, maka beda potensial, atau voltase, meningkat, dan kekuatan arus, lebih tepatnya, massa air yang mengalir per satuan waktu, juga meningkat. Dengan demikian, model yang diusulkan menunjukkan ketergantungan langsung proporsional terhadap kekuatan arus pada tegangan.

Dalam teori listrik, kesimpulan ini ditulis sebagai berikut: I = f (U) * K, di mana saya adalah arus, U adalah voltase, dan K adalah karakteristik individu dari reaksi rangkaian listrik terhadap arus yang lewat konduktivitas. Pada teknologi, nilai konduktansi inversi R = 1 / K biasanya digunakan, dan disebut "resistance". Perlawanan biasanya diperlakukan sebagai beban sirkuit yang berguna. Dalam model kita, "resistensi" semacam itu adalah area lubang untuk mengalirkan air: semakin besar, permeabilitasnya lebih besar, atau, dalam bahasa teknik listrik, konduktivitas, yang berarti bahwa ketahanan terhadap aliran air berkurang.

Model tersebut dengan jelas menunjukkan bagaimana energi potensial aliran droplet-charge diubah menjadi energi kinetik jet yang melarikan diri. Semakin rendah resistansi (atau lebih konduktivitas), semakin banyak pekerjaan mekanis yang dilakukan pada massa air. Dengan kata lain, muatan dari berbagai jenis adalah konverter arus, misalnya, filamen mengubah energi listrik menjadi termal dan ringan, koil relay mengubah energi listrik menjadi energi magnetik, dan seterusnya.

Kembali ke sirkuit listrik, kita dapat menyimpulkan bahwa arus I dan voltase U adalah parameter listrik yang menentukan operasi arus A (A = U * I).

Dalam hal ini, kekuatan arus ditentukan oleh jumlah muatan yang ditransfer, dan voltase adalah alasan yang menyebabkan elektron "dipesan" dari potensi yang lebih besar ke yang lebih kecil. Jika tidak ada tegangan, maka tidak ada elektron bebas dalam zat yang akan menyebabkan pergerakan muatan. Ini berarti bahwa tidak adanya tegangan tidak menyebabkan transfer energi.

Demonstrasi yang bagus dari temuan ini adalah pembangkit listrik tenaga air: dibangun dengan menggunakan perbedaan besar dalam tingkat air (potensi). Di sini, massa air yang jatuh sama dengan arus, dan perbedaan tingkat terowongan atas dan bawah memainkan peran sebagai potensi penurunan.