الجهد الكهربائي هو مفهوم أساسي في فيزياء الكهرباء ويعبّر عن الفرق في الطول الكهربائي بين نقطتين في دائرة كهربائية أو مجال كهربائي. ببساطة، يمكن تشبيهه بالضغط الذي يدفع الإلكترونات للتحرك من نقطة إلى أخرى، وهو ما يسبب تدفق التيار الكهربائي.
تعريف الجهد الكهربائي
الجهد الكهربائي يُعرّف كالشغل المبذول لنقل وحدة شحنة كهربائية من نقطة إلى أخرى داخل المجال الكهربائي. وحدته في النظام الدولي هي الفولت (Volt)* ويرمز له عادة بالحرف V. عندما نقول مثلاً إن هناك جهد مقداره 12 فولت، فهذا يعني أنّه يلزم شغل مقداره 12 جول لنقل شحنة مقدارها 1 كولوم من نقطة لأخرى.
كيف يُقاس الجهد الكهربائي؟
لقياس الجهد الكهربائي نستخدم جهاز يُسمى الفولتميتر. يتم توصيل الفولتميتر بشكل معاكس (على التوازي) بين نقطتين في الدائرة الكهربائية ليتمكن من قياس فرق الجهد بينهما بدون أن يؤثر على التيار المار في الدائرة. توضيح هذا الفرق في الجهد يمثل القوة التي تدفع الشحنات الكهربائية لأن تتحرك، وبالتالي فإن وجود فرق جهد هو ما يسمح بعمل الأجهزة الكهربائية.
أنواع الجهد الكهربائي
هناك نوعان رئيسيان من الجهد الكهربائي:
1. الجهد المستمر (DC): هو الجهد الذي يحافظ على اتجاه واحد وثابت عبر الزمن، مثل الجهد الناتج عن بطارية السيارة.
2. الجهد المتردد (AC): هو الجهد الذي يتغير اتجاهه وشدته بشكل منتظم مع الزمن، كما هو الحال في الكهرباء المنزلية التي نستخدمها يوميًا.
أهمية الجهد الكهربائي
الجهد الكهربائي هو المبدأ الأساسي في تشغيل الأجهزة الكهربائية والإلكترونية، حيث أنه يوفر القوة الدافعة التي تحرك الإلكترونات خلال الأسلاك والمكونات الكهربائية. من دون وجود فرق جهد، لن يتحرك التيار ولن تعمل المعدات الكهربائية.
في مجال الهندسة الكهربائية والإلكترونيات، فهم الجهد الكهربائي يساعد على تصميم وتحليل الدوائر بشكل صحيح، ويساهم في تحسين كفاءة الطاقة والسلامة في الأنظمة الكهربائية. كما يربط الجهد الكهربائي بين مفاهيم الطاقة والقوة والشحنة الكهربائية، مما يجعله حجر الأساس في دراسة الكهرباء.
