Вольт (В, V) — единица разности электрических потенциалов, или напряжения. Один вольт означает, что при перемещении заряда в один кулон между двумя точками изменение энергии составляет один джоуль: 1 V = 1 J/C.
Вольтметр сравнивает две точки. Говорить о «напряжении в одной точке» можно только относительно выбранной опорной точки.
Что означает разность потенциалов
Электрическое поле может совершать работу над зарядом. Разность потенциалов U связывает изменение потенциальной энергии ΔE с зарядом q: U = ΔE/q. Например, надпись 1,5 V на батарейке означает примерно 1,5 джоуля энергии на каждый кулон заряда, проходящий через внешнюю цепь в идеализированном описании.
Напряжение не является «количеством тока» или запасом заряда. Между клеммами разомкнутого источника может быть разность потенциалов, хотя ток во внешней цепи не идёт.
Напряжение, ток и сопротивление
Сила тока I показывает, какой заряд проходит через сечение за единицу времени: I = dQ/dt. Её измеряют в амперах, где 1 A = 1 C/s. Напряжение может создать условия для тока, но его величина зависит от всей цепи.
Для омического элемента при постоянной температуре работает закон Ома U = IR. Сопротивление R измеряют в омах. Это не универсальная формула для любого устройства: диоды, батареи и лампы могут иметь нелинейную зависимость между U и I, а параметры источника меняются под нагрузкой.
Электрическое поле и сила — другие величины
Напряжённость электрического поля E — векторная величина. Её можно измерять в вольтах на метр или ньютонах на кулон. В однородном поле разность потенциалов между точками связана с полем и расстоянием. Но вольт не является единицей «электрической силы».
Сила F, с которой поле действует на заряд q, в простом случае равна F = qE и измеряется в ньютонах. Энергия измеряется в джоулях, заряд — в кулонах. Эти величины связаны формулами, но не взаимозаменяемы.
