Napięcie elektryczne, znane również jako różnica potencjałów lub siła elektromotoryczna (SEM), jest podstawową wielkością fizyczną w dziedzinie elektrotechniki i elektroniki. Wyraża pracę, jaką należy wykonać, aby przenieść ładunek elektryczny pomiędzy dwoma punktami w polu elektrycznym bez zmiany energii kinetycznej ładunku. Jednostką napięcia w układzie SI jest wolt (symbol: V).
Definicja
Napięcie elektryczne między dwoma punktami jest zdefiniowane jako stosunek pracy (W), jaką trzeba wykonać przy przenoszeniu ładunku elektrycznego (Q) z jednego punktu do drugiego, do wielkości tego ładunku. Matematycznie wyraża się to wzorem:
[ V = frac{W}{Q} ]
gdzie:
- V jest napięciem elektrycznym,
- W jest pracą wyrażoną w dżulach (J),
- Q jest ładunkiem elektrycznym wyrażonym w kulombach (C).
Pomiar
Napięcie elektryczne mierzy się przy użyciu woltomierza, który jest podłączany równolegle do dwóch punktów obwodu, pomiędzy którymi chcemy zmierzyć napięcie. Wartość napięcia może być stała (DC) lub zmienna (AC) w czasie.
Znaczenie w obwodach elektrycznych
Napięcie elektryczne jest siłą napędową dla przepływu prądu elektrycznego w obwodzie. Im wyższe napięcie, tym większa zdolność do wykonywania pracy przez prąd elektryczny, co ma zastosowanie w wielu urządzeniach elektrycznych i elektronicznych. Napięcie może być generowane przez różne źródła, takie jak baterie, generatory czy alternatory.
Bezpieczeństwo
Wysokie napięcia mogą być niebezpieczne dla ludzi i zwierząt, powodując porażenie elektryczne. Dlatego też w systemach elektrycznych stosuje się różnorodne środki ochrony, takie jak izolacja, uziemienie, czy zabezpieczenia przeciwprzepięciowe, mające na celu zapewnienie bezpieczeństwa użytkowników oraz ochronę sprzętu elektrycznego.
