Įtampa - tai elektrinio potencialo energijos, tenkančios vienam įkrovos vienetui, vaizdas. Jei tam tikroje vietoje buvo įtaisytas elektros krūvis, įtampa rodo potencinė energija iš to momento. Kitaip tariant, tai yra energijos, esančios elektrinis laukas, arba elektros grandinė tam tikrame taške. Jis yra lygus darbui, kurį reikėtų atlikti už vienetą įkrovos, palyginti su elektriniu lauku, kad krūvis būtų perkeltas iš vieno taško į kitą.
Įtampa yra skaliarinis dydis; tai neturi krypties. Ohmo įstatymas sako, kad įtampa lygi srovės varžai.
Įtampos vienetai
SI vienetas įtampos yra voltas, toks, kad 1 voltas = 1 džaulė / kulonas. Jai atstovauja V. Voltas pavadintas italų fiziko Alessandro Voltos, išradusio cheminę bateriją, vardu.
Tai reiškia, kad vienas įkrovos kulonas įgis vieną potencialios energijos džaulį, kai jis judės tarp dviejų vietų, kur elektrinio potencialo skirtumas yra vienas voltas. Esant 12 įtampai tarp dviejų vietų, vienas įkrovos kulonas įgys 12 džaulių potencialios energijos.
Šešių voltų akumuliatorius turi galimybę iš vieno akumuliacinio kulono įgyti šešis džaulius potencialios energijos tarp dviejų vietų. Devynių voltų akumuliatorius turi galimybę iš vieno įkrovos kulono įgyti devynis džaulius potencialios energijos.
Kaip veikia įtampa
Konkretesnis realios įtampos pavyzdys yra vandens rezervuaras, kurio žarna yra iš apačios. Vanduo rezervuare parodo sukauptą krūvį. Pripildyti baką vandeniu reikia dirbti. Tai sukuria vandens atsargas, kaip akumuliatoriuje išskiria įkrovą. Kuo daugiau vandens rezervuare, tuo didesnis slėgis ir vanduo gali išeiti pro žarną su daugiau energijos. Jei rezervuare būtų mažiau vandens, jis išeitų su mažiau energijos.
Šis slėgio potencialas yra lygus įtampai. Kuo daugiau vandens rezervuare, tuo didesnis slėgis. Kuo daugiau akumuliatoriaus įkrovos, tuo didesnė įtampa.
Atidarius žarną, teka vandens srovė. Slėgis rezervuare lemia, kaip greitai jis išeina iš žarnos. Elektros srovė matuojamas amperais arba amperais. Kuo daugiau voltų, tuo daugiau amperų srovei, kaip ir didesnis vandens slėgis, tuo greičiau vanduo ištekės iš rezervuaro.
Tačiau srovei įtakos turi ir pasipriešinimas. Žarnos atveju žarnos plotis yra toks, koks yra. Plati žarna leidžia daugiau vandens praeiti per trumpesnį laiką, o siaura žarna priešinasi vandens srautui. Esant elektros srovei, gali būti ir varža, išmatuota omu.
Ohmo įstatymas sako įtampa lygi srovės laiko pasipriešinimui. V = I * R Jei turite 12 voltų akumuliatorių, tačiau jūsų varža yra du omai, jūsų srovė bus šeši amperai. Jei pasipriešinimas būtų vienas omas, jūsų srovė būtų 12 amperų.