電圧の生成方法 – 電気ポテンシャルの生成について
物理学における電圧とは、二点間の電気ポテンシャルの差のことです。電圧(Vと表記)は、電場内の参照点(a)から特定の点(b)へ単位電荷を移動させるのに必要な仕事エネルギーの量として定義されます。
ΔV = Va – Vb
国際単位系(SI)では、電気ポテンシャルはジュール毎クーロン(J⋅C-1)、またはボルト(V)で表されます。
電圧の生成方法 – 電気ポテンシャルの生成
電圧、または電気ポテンシャルは、以下の方法で生成することができます:
静電気
私たちが日常遭遇するほとんどの静電気は、トリボ電気効果によって引き起こされます。異なる物質をこすることで固体が帯電する現象は、一方の物体から他方への電子の移動によって説明されます。例えば、琥珀を毛皮でこすったり、ガラスを絹でこすることで簡単に生成できます。
電気化学
特定の金属と化学物質を組み合わせることで、電子を移動させて電気エネルギーを生成する化学反応を引き起こすことができます。
磁気誘導
静止した磁場を通してワイヤーのコイルを回転させるか、または静止したコイルのワイヤーを通して磁場を回転させることで、電気ポテンシャルが生じます。
圧電効果
特定の材料を曲げたりねじったりすると、電子が力の方向に軌道から駆動されます。力が解放されると、電子は元の軌道に戻ります。
熱電効果
異なる材料を結合して加熱すると、材料間で電子が移動し、電流が流れるようになります。
光電効果
光電効果とは、電磁放射(光子)が物質の表面に当たると、その物質から光電子が放出される現象です。
熱電子放出
熱い表面から電子を解放すると、電子が脱出します。