Τι είναι η τάση εξόδου;

Η ηλεκτρική ενέργεια προέρχεται από μια ποικιλία δυνάμεων που κινούν τα ηλεκτρόνια. Η τάση εξόδου μπορεί να δημιουργηθεί και να σταλεί αμέσως μέσω μιας σειράς αγωγών στον τελικό της προορισμό. Άλλες μορφές τάσης εξόδου αποθηκεύονται σε χημική μορφή και αργότερα αποδεσμεύονται. Αυτός ο τύπος τάσης εξόδου παρέχει την ενέργεια που τροφοδοτεί διάφορες εμπορικές και βιομηχανικές συσκευές.

Η τάση είναι η διαφορά φόρτισης μεταξύ δύο διαφορετικών σημείων. Όσο μεγαλύτερη είναι η τάση, τόσο μεγαλύτερη είναι η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος. Το ρεύμα βιώνει μια αντίσταση στη ροή του. Η ποσότητα της τάσης καθορίζει το βαθμό στον οποίο το ρεύμα ξεπερνά αυτήν την αντίσταση. Η τάση μετράται από μια τυπική μονάδα που ονομάζεται volt. Ένα βολτ οδηγεί ένα coulomb, το οποίο είναι η τυπική μονάδα ενός ηλεκτρικού φορτίου. Η τάση μπορεί να είναι άμεση ή εναλλασσόμενη: Ένα συνεχές ρεύμα ρέει προς μία κατεύθυνση, ενώ ένα εναλλασσόμενο ρεύμα αντιστρέφει συχνά την κατεύθυνσή του.

Η τάση εξόδου είναι η τάση που απελευθερώνεται από μια συσκευή, όπως ένας ρυθμιστής τάσης ή μια γεννήτρια. Οι ρυθμιστές τάσης διατηρούν σταθερά επίπεδα τάσης. Οι γεννήτριες ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιούν μια πηγή καυσίμου, όπως το ηλιακό φως, τον άνθρακα ή την πυρηνική ενέργεια, για την τροφοδοσία στροβίλων που αλληλεπιδρούν με μαγνήτες για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Ένας αγωγός μεταφέρει την τάση εξόδου σε διάφορους προορισμούς, όπως σπίτια και επιχειρήσεις. Τα μέσα ημιαγωγών μεταφέρουν τάση.

Οι αγωγοί αφήνουν τα ηλεκτρικά ρεύματα να ρέουν ελεύθερα. Οι μονωτές περιβάλλουν τα ηλεκτρικά καλώδια, χωρίς να περνούν ρεύματα από αυτά. Τα μη μεταλλικά στερεά χρησιμεύουν ως ισχυροί μονωτές, ενώ ο χαλκός και το αλουμίνιο χρησιμεύουν ως αγωγοί. Τα ηλεκτρόνια σε χαλκό είναι ελεύθερα και απωθούν το ένα στο άλλο, πράγμα που σημαίνει ότι τα ηλεκτρόνια χαλκού δεν είναι σταθερά συνδεδεμένα στον χαλκό και μπορεί να αποκολληθούν από τον χαλκό. Τα ηλεκτρικά ρεύματα προκαλούν αλυσιδωτή αντίδραση που μεταφέρει το ρεύμα μέσω του χαλκού.

Ορισμένες συσκευές, όπως μπαταρίες, αποθηκεύουν ηλεκτρισμό έως ότου χρειαστεί από ηλεκτρονικές συσκευές. Οι μπαταρίες μετατρέπουν τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Τα ηλεκτροχημικά κύτταρα συνδέονται μέσω αγώγιμων ανιόντων ηλεκτρολυτών - ατόμων που έχουν αποκτήσει ηλεκτρόνια - και κατιόντων ή ατόμων που ενδέχεται να χάσουν ηλεκτρόνια. Οι ηλεκτρικοί αγωγοί συνδέονται με έναν ηλεκτρολύτη - μια ουσία με ελεύθερα ιόντα - φτιαγμένη από μια στερεή ή υγρή ουσία. Οι μπαταρίες έχουν ποικίλους ρυθμούς εκφόρτισης με βάση τον αριθμό των ηλεκτρολυτών στην μπαταρία και τον ρυθμό με τον οποίο η συσκευή προκαλεί την αποφόρτιση της μπαταρίας. Οι γρηγορότεροι ρυθμοί εκφόρτισης οδηγούν στη σπατάλη ηλεκτρικής ενέργειας της μπαταρίας και λειτουργούν λιγότερο αποτελεσματικά. Η τάση εξόδου που παράγεται από μια μπαταρία ονομάζεται ηλεκτροκινητική δύναμη ή EMF. Αυτός ο όρος είναι εσφαλμένο, καθώς δεν είναι στην πραγματικότητα δύναμη: Αντίθετα, είναι η ενέργεια που διατίθεται από τον μηχανισμό που παράγει ηλεκτρική ενέργεια.

Διάφορες διεργασίες μπορεί να παράγουν τάση εξόδου. Οι μαγνητικές δυνάμεις που ασκούνται σε κινούμενα φορτία αγωγού μπορούν να δημιουργήσουν τάση, που ονομάζεται κινούμενο EMF. Οι αντιστάσεις παράγουν τάση, η οποία εμφανίζεται σε ένα κύκλωμα, που προκαλείται από την απαγωγή ενέργειας. Το ποσό της τάσης εξόδου βασίζεται στην εργασία που πρέπει να κάνει η τάση ανά μονάδα φόρτισης για να μετακινήσει ένα φορτίο σε ένα ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ δύο σημείων.