מתח חשמלי מייצג את העבודה של הכוח החשמלי ליחידת מטען הנדרשת כדי להביא יחידת מטען מנקודה אחת לנקודה אחרת בשדה חשמלי. אם המטען נע עם כיוון השדה, העבודה החשמלית תהיה חיובית. ככל שהמתח גדול יותר, כך עבודת הכוח החשמלי תהיה גדולה יותר. על מנת ליצור מתח חשמלי, גורם חיצוני חייב לעשות עבודה על מנת ליצור קיטוב חשמלי - מצב שבו יש הפרש פוטנציאלים בין שני גופים. לדוגמה, אפשר לדמיין שני גופים בעלי מטענים מנוגדים ושווים בגודלם (אחד חיובי ואחד שלילי)
סוללה כימית היא כמו "מפעל קטן" שממיר אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית באמצעות תגובות כימיות מיוחדות. בתוך הסוללה יש שני חומרים שונים שמגיבים ביניהם כך שאחד מהם 'מעביר' חלקיקים קטנים בעלי מטען שלילי (אלקטרונים) לחומר השני. אפשר לדמות זאת לשני ילדים שמשחקים בכדור – הילד הראשון כל הזמן נותן כדורים לילד השני. התוצאה היא שאחד ההדקים של הסוללה צובר עודף אלקטרונים (מטען שלילי), בעוד שההדק השני מאבד אלקטרונים (מטען חיובי)
בדומה למשאבת מים שמבצעת עבודה כדי להרים מים למקום גבוה יותר כנגד כוח הכובד, כך הסוללה מבצעת עבודה באמצעות תגובות כימיות כדי ליצור הפרש פוטנציאלים בין שני ההדקים שלה – כלומר, מתח חשמלי
סוללה מורכבת משני קטבים (אלקטרודות) - חיובי ושלילי, המחוברים לחומר שנקרא אלקטרוליט. בתהליך כימי, אלקטרונים נדחפים מצד אחד לצד שני, מה שיוצר הפרש פוטנציאלים. הסוללה יוצרת ומקיימת את הפרש הפוטנציאלים החשמליים באמצעות תגובות כימיות. המתח החשמלי של הסוללה הוא מדד לאנרגיה הפוטנציאלית החשמלית שהיא יכולה לספק ליחידת מטען העובר בין קטבי הסוללה
נסכם: הסוללה מפרידה מטענים - בצד אחד מרוכזים מטענים חיוביים ובצד השני שליליים. הפרדה זו דורשת השקעת אנרגיה (כימית), שמתורגמת לאנרגיה חשמלית פוטנציאלית
בקובץ: מקור מתח הסוללה -תוכלו לקרוא על עקרון העבודה של מקור המתח
תרגילית- עקרונות הסוללה הכימית
בנוסף ניתן לקרוא על עקרונות הסוללה בויקיופדיה
בשרטוטים של מעגלים חשמליים, לא מציירים סוללה אמיתית. משתמשים בסמל מוסכם שמייצג מקור מתח (כמו סוללה)
הקו הארוך מסמל את ההדק החיובי (+) והקו הקצר מסמל את ההדק השלילי (-).
כאשר מחברים שני מוליכים אל שני הקטבים של מקור מתח (כגון סוללה), מתחיל תהליך טעינה של המוליכים. מכיוון שמוליך חייב להיות במצב של שוויון פוטנציאל על פני כל שטחו, כל מוליך המחובר להדק של הסוללה מקבל את הפוטנציאל של אותו הדק
הקוטב השלילי של הסוללה דוחף אלקטרונים אל המוליך שמחובר אליו, וגורם לו להיטען במטען שלילי. במקביל, הקוטב החיובי "שואב" אלקטרונים מהמוליך שמחובר אליו, וכתוצאה מכך מוליך זה נטען במטען חיובי
במהלך התהליך, הסוללה מבצעת עבודה: היא ממירה אנרגיה כימית פנימית לעבודה חשמלית, כלומר להשקעת אנרגיה בהפרדת המטענים ויצירת הפרש פוטנציאלים בין המוליכים. התהליך נמשך פרק זמן קצר מאוד, עד שמושג מצב אלקטרוסטטי יציב — שבו אין תנועה נוספת של מטענים, והפרש הפוטנציאלים בין המוליכים נשאר קבוע, בדיוק בהתאם למתח הסוללה. המתח הזה נשמר לאורך זמן, כל עוד תכונותיה הכימיות של הסוללה מאפשרות לה להמשיך לקיים את הפרש הפוטנציאלים
לדוגמה: מתח של 9 וולט פרושו שהאנרגיה הכימית מומרת לעבודה חשמלית השווה ל 9 ג'אול לכל 1 קולון בהעברת יחידת המטען בין הדקי הסוללה.
רוצים להכין סוללה ביתית ? על כך בסירטון הבא
בסרטון הבא יש הסבר ברמת מדע פופולרי כיצד סוללה עובדת מבית היוצר של Ted
בסרטון הבא תוכלו לראות כיצד נבנה מתח שונה לכל זוג מתכות