Starea cu sarcini separate, cum este cea întâlnită la bornele unei baterii, este o stare "tensionată": sarcinile în exces la fiecare bornă se resping reciproc.

Putem detecta o astfel de stare "tensionată" între bornele unei baterii, lăsând să se recombine o mică parte dintre purtătorii de sarcină în exces de la cele două borne, pe un traseu exterior bateriei (figura 3−1).

Figura 3−1. Recombinarea controlată a unei părţi din sarcina electrică în exces de la cele două borne ale unei baterii.

Energia eliberată prin recombinare o utilizăm pentru a pune în mişcare un ac indicator sau pentru a modifica indicaţiile unui ecran de afişare (figura 3−2).

Astfel, putem măsura tensiunea electrică dintre două puncte: cu cât este mai mare energia degajată la trecerea unei cantităţi mai mici de sarcină, cu atât este mai mare tensiunea electrică între cele două puncte.

 Numim tensiune electrică între două puncte mărimea fizică scalară calculată prin împărţirea dintre energia degajată la transportul de sarcină netă între cele două puncte şi cantitatea de sarcină transportată:

Conform relaţiei de definiţie a tensiunii electrice, unitatea sa de măsură în Sistemul Internaţional este , numită volt (simbol V).

 Provocarea 3-1

Câtă energie se degajă la trecerea unui coulomb de sarcină netă între bornele unei baterii cu tensiunea între borne 9 V, pe un traseu exterior bateriei?

Tensiunea electrică între doua puncte A şi B este considerată pozitivă dacă se degajă energie la trecerea unui purtător de sarcină pozitivă de la A spre B. În acest caz spunem că potenţialul electric al punctului A este mai mare decât potenţialul electric al punctului B.

 Tensiunea electrică dintre două puncte este diferenţa dintre potenţialele electrice ale celor două puncte (figura 3−3):

Figura 3−3. Reprezentarea simbolică a tensiunii electrice între două puncte.

 Provocarea 3-2

Care bornă a unei baterii are un potenţial electric mai mare? Cum ai putea măsura cât este tensiunea electrică între bornele bateriei?

 Numim voltmetru instrumentul care măsoară tensiunea electrică între două puncte.

Multă vreme au fost utilizate voltmetre analogice (cu ac indicator), cum este cel din figura 3−4a.

a

b

 Figura 3-4. Voltmetre: a) analogic; b) digital.

În ultima vreme se utilizează tot mai frecvent voltmetrele digitale (cu afişare numerică), cum este cel din figura 3−4b. Acestea sunt mai ieftine, mai robuste şi mai uşor de utilizat.

Un instrument digital modern - multimetrul - oferă mai multe funcţii de măsurare, selectate prin rotirea unui comutator (figura 3−4).

Figura 3−5. Multimetru digital.

 Activitatea experimentală 3-1

Exersează utilizarea unui multimetru digital. Lucrează în echipă.

Pasul 1. Citiţi instrucţiunile de utilizare ale multimetrului şi identificaţi funcţiile de măsurare care pot fi selectate.

Pasul 2. Măsuraţi cu multimetrul tensiunea electrică între bornele unei baterii, pe diferite scale de măsurare a tensiunii.

Pasul 3. Observaţi afişajul multimetrului dacă inversaţi conectarea acestuia la bornele bateriei.

Pasul 4. Conectaţi două sau mai multe celule într−o baterie, ca în figura 3−6.

 Figura 3-6. Conectarea mai multor celule într−o baterie.

Măsuraţi tensiunile U_AB , U_BC , U_AC şi U_CA .