מתח חשמלי הוא מושג קרדינלי בפיזיקה ובהנדסת חשמל, המתאר את ההבדל הפוטנציאלי בין שתי נקודות במעגל חשמלי. המושג חשוב מאוד בהבנת כיצד זורם זרם חשמלי במעגלים וביצירת האנרגיה הנדרשת להפעלת מכשירים שונים. מתח חשמלי, המסומן לעיתים באות V ונמדד בוולט הוא, למעשה, ה"דחף" או ה"כח" המניע את האלקטרונים בתווך מוליך מנקודה אחת לאחרת. גודל זה מעיד על כמות העבודה שיש להשקיע בהעברת יחידת מטען חשמלי בין שתי נקודות בוואקום או בכל תווך אחר.
### היישומים והחשיבות של מתח חשמלי
הבנת המתח החשמלי משחקת תפקיד מרכזי בעיצוב ובבניית מעגלים חשמליים, הנדסת חשמל, ובעיצוב מכשירים חשמליים ואלקטרוניים. מכשירים שונים דורשים רמות שונות של מתח לפעולה – למשל, נורת LED אולי תדרוש פחות מ-5 וולט, בעוד מכשירים גדולים יותר כמו מקררים או מזגנים יכולים לדרוש מאות וולטים כדי לפעול. הפערים הגדולים בדרישות המתח האלו מחייבים תכנון מעגלי חשמל מורכבים, אשר יתאימו את רמת המתח הנכנסת לצרכי ההתקן הספציפי.
לא רק בתעשייה, אלא גם בחיי היום יום, המונח מתח חשמלי הופך להיות קריטי. מהירות הטעינה של טלפון נייד, למשל, תלויה במתח (ובזרם) שהמטען מספק. דבר זה מסביר מדוע טעינה עם מטען בעל מתח גבוה יותר (למשל, מטען USB-C שמספק עד 20V בניגוד ל-5V של מטענים רגילים) יכולה לקצר באופן משמעותי את זמן הטעינה.
ההבנה והיכולת לנהל את המתח החשמלי היא כלי חיוני בשוק המודרני, מאפשרת את התפתחות הטכנולוגיה, הן ברמה המיקרוסקופית של מעגלים אינטגרטיביים ועד למערכות תעשייתיות גדולות הדורשות זרמים ומתחים גבוהים מאוד. בין אם זה בתכנון מוצרים חדשניים, בהפעלה שוטפת של מכשירי חשמל בבית או במערכות גדולות יותר כמו רכבת חשמלית או תחנות כוח, המתח החשמלי נמצא בליבה של הפעילות האנושית.