El voltaje se compara con la presión

El voltaje es como la presión en un sistema hidráulico o neumático. Si tiene una tubería de pequeño diámetro (o un cable de alta resistencia), necesitará más presión (voltaje) para obtener el mismo flujo (corriente). Además, con más presión (voltaje), cada unidad de vapor (carga) hace más trabajo.

Por unidad de carga nos referimos a una carga fija, por lo general es 1 coulomb, pero para los cálculos relativos puede tomar cualquier carga fija (por ejemplo, 1 electrón o 4200 electrones).

Una nota sobre el posible malentendido: usted dijo eso

  

voltaje es el trabajo realizado por unidad de carga y, por lo tanto, si el trabajo realizado es alto, entonces la diferencia de voltaje / potencial es alta.

Esto es falso : para generar el voltaje, las cargas no tienen que hacer ningún trabajo. Su simple existencia es suficiente para crear un campo eléctrico en el espacio circundante; este campo tendrá un máximo (en magnitud, por lo que puede ser un mínimo si la carga es negativa) y se pondrá a 0 en infinito.

El potencial eléctrico está relacionado con la energía potencial que tiene una carga:

$$ U_ {E} = qV $$

de modo que una carga q en una V potencial (absoluta) tendrá una energía potencial Ue; Tenderá a dar energía (en forma de carga, en este caso) a un punto con un potencial más bajo, y tomará energía de un punto con un potencial más alto.

La diferencia de potencial vendrá dada por la integral del campo eléctrico entre los dos puntos.

Esto fue solo para decir que solo puedes extender los brazos y la punta de tus dedos tendrá un voltaje entre ellos.

Conceptualmente, el voltaje es muy parecido a la presión: la analogía de tuberías / tuberías para los circuitos, la analogía hidráulica.

La presión es la fuerza por unidad de área. Y para una superficie cargada, la diferencia de potencial sobre una longitud fija también da una fuerza por unidad de área. Aumentar la tensión da mayor "empuje". Esto nos da la ley de Ohm: si la "fricción" es constante, entonces un voltaje más alto proporciona un flujo de carga más rápido, por lo tanto, corrientes más altas y V / R = I

El voltaje a lo largo de un cable resistivo es muy parecido a la presión a lo largo de una tubería estrecha llena de fluido viscoso. Si duplicamos la diferencia de presión en los extremos de las tuberías, el caudal del fluido se duplicará. Y duplicar el voltaje a través de una resistencia duplicará la corriente.

Un voltaje entre un par de placas paralelas crea una cierta fuerza, mayor para las placas con más área de superficie. Esto es muy parecido a la diferencia de presión entre dos lados de un pistón dentro de un cilindro.

El voltaje también es como la presión en que, en un solo punto, la presión no tiene sentido, y también lo es el voltaje. En otras palabras, un solo punto puede tener muchas presiones al mismo tiempo, dependiendo de qué punto distante seleccionamos como presión de referencia. Y, el voltaje en un cable no tiene sentido, ya que un cable puede tener muchos voltajes al mismo tiempo, dependiendo de qué segundo cable elegimos como nuestra referencia de cero voltios. La presión y el voltaje se deben medir entre dos ubicaciones.

Por supuesto, la analogía de presión del voltaje necesita una superficie cargada, y esto muestra cómo el voltaje difiere de la presión: los campos electrónicos y sus voltajes son efectos 3D, mientras que las presiones son fenómenos de la superficie. Para la carga distribuida dentro de un objeto 3D, el voltaje puede aplicar una fuerza al interior del objeto y arrastrar la carga completa. La presión solo aplica una fuerza a una superficie, y es proporcional al área de la superficie, y no al volumen o la masa.

También tenga en cuenta:

Sí, la unidad llamada "Volt" se puede definir como el trabajo realizado por unidad de carga. Pero ten mucho cuidado con eso.

¿Por qué? Debido a que los potenciales eléctricos, los "voltajes", son bastante diferentes: son números asociados con campos electrónicos. Los campos electrónicos no son solo "trabajo realizado por unidad de carga". Podemos tener campos electrónicos incluso cuando no hay una "carga de unidad" o energía potencial presente. Definir el voltaje como "trabajo por unidad de carga" es como definir "gravedad" como el trabajo realizado por kilogramo que se levanta. ¡Sin embargo, si quitamos los kilogramos de roca, la gravedad y los potenciales gravitacionales todavía están allí en el espacio! La gravedad no es un trabajo realizado por kilogramo, y la tensión no es un trabajo realizado por unidad de carga. "Potencial" no es "Energía Potencial". En cambio, "Potencial" es "distancia en un campo de intensidad de campo particular". Solo se necesita el campo para describir Potenciales; Sin cargos ni PE.

Por otra parte, nuestra unidad llamada "Volt" está directamente asociada con las unidades de carga y energía. ¡Muy confuso! Heh, "Volt" se define por energía potencial, pero "Volt" no lo es! Entonces, probablemente sea más sensato trabajar al revés: si sabemos qué son la carga y los voltios, entonces "Energía potencial" se puede definir como la energía requerida para transportar una carga a través de una diferencia de voltaje. Si necesitamos conocer la energía potencial, primero medimos la diferencia de voltaje y los coulombs.