Колкото и да сме уверени в своите собствени безгранични възможности, много често се оказва, че имаме нужда от някаква външна движеща сила, нали? От онзи импулс, който ни дава тласък и мотивация да се преборим с трудностите и да вървим смело по пътя, който сме си начертали. Плановете, целите и мечтите биха били просто далечни и нереализирани абстракции, ако зад тях не седяха огромен ежедневен труд и мотивация, която, ако понякога не намираме в себе си, то обикновено откриваме в света около нас. Било то под формата на загрижената майка, която ви ръчка да си прочетете урока, обещавайки ви за награда да ви купи куче, или на приятелите, които не спират да ви дават искрена обратна връзка и виждат потенциала във вас дори и когато вие самите сте се отказали от дадена идея.

В случая на електрическия ток, външното природно явление, което го изважда от състоянието на статичност и липса на посока, би се наричало електрическо напрежение и би се измервало във волтове (V). За разлика от близките си “роднини” ампера и ома, волтът звучи далеч по-познато на широката общественост, и обикновено има защо. Ако на етикетите на масовите електроуреди има посочени само две спецификации, то едната от тях задължително би било напрежението, изразено във волтове. Но какво реално стои зад този термин и какво го прави толкова важен, че да бъде приоритизиран пред много други продуктови характеристики?

Отговорът е много прост: несъобразяването на напрежението, при което е програмирано да работи дадено устройство, с особеностите на конкретната мрежа, би могло да доведе до значителни щети както за вашето имущество, така и в по-неблагоприятните случаи за здравето, което отчитаме като нашия най-ценен актив. Но какво всъщност представлява напрежението и как в исторически план се е стигнало до идеята за него?

Откривателят на волта е италианецът Алесандро Волта,

чийто органичен интерес в сферата на природните науки и в частност физиката и химията, му отрежда професията на учител и призванието на учен-емпирик, спомагайки за многобройните му научни постижения. Той проектира първообрази на устройства като електрическия кондензатор, “електрофора” (уред, произвеждащ статично електричество), разработва проект за телеграф, прави открития в областта на разликата в електрическите потенциали и топлинното разширяване на въздуха, а отгоре на всичко това някак си успява да открие и метана! Впечатляващо, нали? И все пак към днешна дата за неговото най-значимо постижение се приема изобретяването на първата електрическа батерия, наречена “Волтов стълб” - устройство, което представлява постоянен източник на електродвижещо напрежение (ЕДН), намиращо широко приложение и до ден-днешен. Не напразно Наполеон удостоява Волта с титлата граф като признание за неговите изключителни заслуги за науката и обществото.

Именно от идеята за батерията идва и прозрението за съществуването на електрическото напрежение. До този момент се е мислило, че токът едва ли не е нещо живо, чието движение идва по абсолютно натурален начин. Парадоксално, но жабите помогнали на Волта да осъзнае, че това далеч не е така. Един ден той и негов колега забелязали, че краката на любимите ни земноводни потръпват при досег с различни метали. Това провокирало италианеца да види жабата като своеобразен жив проводник и проведе допълнителен експеримент, с който доказва, че ако два различни метала бъдат поставени в проводяща течност, то между тях неизменно се формира електрическа сила, която ние днес наричаме напрежение. То представлява форма на енергиен натиск, който се генерира от предварително заложен във веригата източник (като например батерията) и принуждава заредените частици, от които се състои електрическият ток, да се започнат да движат по проводника.

Известно ни е, че електрическият ток в най-общия случай представлява насочено движение на отрицателно заредени частици, наречени електрони.


Но както вече стана дума, тези малки елементи са леко статични по природа и имат нужда да бъдат “побутнати”, за да се раздвижат и напрактика да генерират ток. Но как точно една малка на вид батерия може да има такова огромно въздействие и да ги провокира да излязат от “зоната си на комфорт”? Много просто. Дори и да не сме целели да получим конкретна информация по темата, напрактика знаем, че всяка батерия има положителен и отрицателен край. Неведнъж като крайни потребители сме се дразнили, че все не успяваме да наместим батериите на дистанционното за телевизора от първия път, а ни се налага да ги въртим, докато плюсът и минусът отидат от страната, от която трябва. Не, това не е просто поредният начин на производителите на електроуреди да измъчат докрай потребителите си със сложни и неразбираеми схеми, а абсолютна необходимост за правилното функциониране на устройството.

Всички сме чували старата максима, че противоположностите се привличат. Още не е докрай изяснено дали това е вярно в личностен аспект, но във физиката и реалния свят този принцип действа безотказно. Положителният край, който всяка една батерия или друг източник на заряд притежава, привлича отрицателно заредените електрони, които същевременно биват отблъсквани от противоположния край на устройството, имащ същия негативен заряд като техния. По този начин не само че се дава тласък на електроните, карайки ги да се движат и с това да генерират електрически ток, но и се дефинира тяхната посока. Ако посоката на електрическия ток е еднаква и фиксирана във времето, то ние го наричаме постоянен (DC), но съществува и ток, чиято посока и величина може да варира, а това е именно променливият (AC). За сравнение повечето домашни електроуреди се захранват с прав ток, но в промишлеността и електроснабдяването променливият е по-често разпространен.

Важно е да се отбележи, че електрическото напрежение обикновено не е едно и също в различните части на веригата, а варира по големина, откъдето се произхожда и идеята за разлика в електрическите потенциали, която трябва да бъде взета под внимание, когато се дефинират фундаменталните токови характеристики. Колкото по-висока е тази разлика, толкова по-бързо се движи токът. Представете си една планинска река, която извира от върха и влива в близкото море, разположено много по-ниско в географски смисъл. Ако я нямаше разликата във височината между началната и крайната точка, водата в реката щеше да остане абсолютно статична и нямаше да се движи по добре познатия ни начин. Аналогично, ако разликата в електрическите потенциали не съществуваше, то подобна тъжна съдба би сполетяла и тока.

Разликата в потенциалите е и основополагащ елемент в една от дефинициите на единицата за измерване на напрежението, а именно волта. Тя гласи приблизително следното:

“Един волт (1V) е равен на разликата в потенциалите между две точки от даден електрически проводник, пренасящ ток в размер на един ампер (1A) и с големина един ват (W)”.


Ако желаем да го дефинираме на още по-базисно ниво, бихме казали следното:

Един волт е равен на един джаул (J), мерна единица за енергия, разделен на един кулон (С), мерна единица за заряд”.


Тук е моментът да се спомене, че напрежението е една от трите основни величини, заложени в добре познатия ни закон на Ом (основен за света на електричеството), който гласи, че “в еднородна система големината на тока и напрежението са правопропорционални помежду си и обратнопропорционални на съпротивлението”. Следователно, повишаване на размера на тока води до повишаване на напрежението и намаляване на съпротивлението, както и обратно.

Електрическото напрежение се измерва със специални уреди, наречени волтметри, или ако желаете по-функционално устройство, което може да даде представа и за големината и съпротивлението на тока, то може да се насочите към мултиметъра, който би ви помогнал да дефинирате и тези параметри в допълнение. Волтметрите обикновено се проектират с максимално голямо вътрешно съпротивление и се свързват последователно към електрическата верига.

Но да обобщим - ако по някаква случайност все още се чудите защо ни е да обръщаме внимание на волтовете (и дори да ги измерваме!), когато в нашия относително кратък човешки живот сме принудени да филтрираме безмилостно тоновете информация, която се опитва да достигне до нас по всевъзможни канали, то нека го кажем така. Ако приемем, че дадено устройство е пригодено за напрежение 5V, то включването му към източник от 230V например би било фатално за него и би довело до безвъзвратно изгаряне. Още повече че подобно явление може да подаде предупредителен сигнал към цялата електрическа верига, че нещо не е наред, и да причини нежелани смущения. И обратно - електрическото напрежение е едно от първите неща, което електротехникът би измерил, ако сигнализирате за проблем в инсталацията, защото всяко отклонение от зададената мрежова стойност е сигнал, че нещо не е наред. Така че следващия път, когато си купите електроуред, моля обърнете внимание на неговите спецификации и се уверете, че е пригоден да работи на параметрите на вашата мрежа. Много често в различните държави и континенти има различни стандарти за електричество, така че това важи в особено голяма степен, ако планирате да правите покупка от чужбина.

Е, в крайна сметка електрическото съпротивление ни доказа нагледно, че без малко външно побутване и електрическият ток нямаше да бъде това, което е, и да осъществява висшата си мисия, изразяваща се в захранването на нашите електроуреди, правейки битието ни по-лесно и приятно. Помислете добре над това следващия път, когато си изцедите фреш в сокоизтисквачката или си изпечете пица. И когато фитнес инструкторът ви ръчка безмилостно да изпълните всичките 12584864486 коремни преси, заложени в тренировъчния ви план, не се гневете, а благодарете, защото както токът е обречен без напрежението, така и ние имаме нужда едни от други, за да вървим напред.