Ключевое различие - ток против напряжения
В электрическом поле на электрические заряды действует сила, действующая на них; таким образом, заряженная частица должна перемещаться из одной точки в электрическом поле в другую. Эта работа определяется как разность электрических потенциалов между этими двумя точками. Разность электрических потенциалов также называется напряжением между двумя точками. Движение или поток электрических зарядов под действием разности потенциалов известен как электрический ток. Ключевое различие между током и напряжением состоит в том, что ток всегда включает в себя движение электрических зарядов под электрическим полем, тогда как напряжение не включает поток зарядов. Напряжение возникает только из-за несбалансированного заряда.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Обзор и основные отличия
2. Что такое напряжение
3. Что такое ток
4. Параллельное сравнение - ток и напряжение
5. Резюме
Что такое напряжение?
Поскольку в атоме одинаковое количество протонов и электронов, вся стабильная материя во Вселенной электрически сбалансирована. Однако положительно или отрицательно заряженные частицы могут иметь больше или меньше электронов, чем протонов, из-за внешних физических и химических воздействий. При скоплении одинаковых зарядов возникает электрическое поле, дающее электрический потенциал или напряжение каждой точке вокруг него. Напряжение можно рассматривать как наиболее фундаментальное свойство электричества. Он измеряется в вольт (В) с помощью вольтметра.
Электрический потенциал в точке всегда рассматривается как разность между двумя точками, или в определенной точке напряжение считается относительным до бесконечности, где потенциал равен нулю. С точки зрения электрической цепи земля рассматривается как точка с нулевым потенциалом; следовательно, напряжение в каждой точке цепи измеряется относительно земли (или земли).
Напряжение может возникать в результате многих природных или вынужденных явлений. Молния - это пример напряжения естественного происхождения; в облаке возникают сотни миллионов напряжения из-за трения. В очень маленьком масштабе батарея вырабатывает напряжение в результате химической реакции, накапливая заряженные ионы на положительной (анод) и отрицательной (катод) клеммах. Фотоэлектрические элементы, включенные в солнечные панели, генерируют напряжение в результате высвобождения электронов из полупроводникового материала, поглощающего солнечный свет. Подобный эффект можно увидеть в фотодиодах, используемых в камерах для определения уровня окружающего освещения.
Что такое ток?
Течение - это поток чего-либо, например морской воды или атмосферного воздуха. В электрическом контексте поток электрических зарядов, чаще всего поток электронов через проводник, известен как электрический ток. Ток измеряется в амперах (А) с помощью амперметра. Ампер определяется как кулоны в секунду и пропорционален разности напряжений между двумя точками, где протекает ток.
Рисунок 01: Простая электрическая схема
Как показано на рисунке 01, когда ток проходит через чистое сопротивление R, отношение напряжения к току равно R. Это вводится в законе Ома, который определяется как:
V = I x R
Если напряжение dV изменяется на катушке, также известной как индуктор, ток dI через катушку изменяется в соответствии с:
dI = 1 / L∫dV dt
Здесь L - индуктивность катушки. Это происходит потому, что катушка устойчива к изменению напряжения на ней и создает противодействие.
В случае конденсатора изменение тока на нем dI выглядит следующим образом:
dI = C (dV / dt)
Здесь C - емкость. Это происходит из-за разряда и зарядки конденсатора в зависимости от изменения напряжения.
Рисунок 02: Правило правой руки Флеминга
Когда проводник движется поперек магнитного поля, ток, а затем и напряжение, возникают в проводнике в соответствии с правилом правой руки Флеминга.
Это основа электрического генератора, в котором серия проводников быстро вращается поперек магнитного поля. Как объяснялось в предыдущем разделе, накопление зарядов создает напряжение в батарее. Когда провод соединяет две клеммы, по ней начинает течь ток, то есть электроны в проводе перемещаются из-за разницы напряжений между клеммами. Чем больше сопротивление провода, тем больше ток и тем быстрее разряжается батарея. Точно так же нагрузка с более высокой потребляемой мощностью потребляет больший ток от источника питания. Например, лампа мощностью 100 Вт, подключенная к источнику питания 230 В, потребляемый ею ток можно рассчитать как:
P = V × I
I = 100 Вт ÷ 230 В
I = 0,434 A
Здесь, когда мощность выше, ток потребления будет большим.
В чем разница между напряжением и током?
Различать статью в середине перед таблицей
Напряжение против тока |
|
| Напряжение определяется как разность электрической потенциальной энергии между двумя точками в электрическом поле. | Ток определяется как движение электрических зарядов под действием разности потенциальной энергии в электрическом поле. |
| Вхождение | |
| Напряжение выходит из-за наличия электрических зарядов. | Ток возникает при движении зарядов. Нет тока со статическими электрическими зарядами. |
| Зависимость | |
| Напряжение может существовать, не производя тока; например, в батарейках. | Ток всегда зависит от напряжения, поскольку поток заряда не может происходить без разности потенциалов. |
| Измерение | |
| Напряжение измеряется в вольтах. Он всегда измеряется относительно другой точки, по крайней мере, относительно нейтральной земли. Таким образом, измерение напряжения является простым, поскольку не нарушена цепь для размещения измерительных клемм. | Ток измеряется в амперах через проводник. Измерить ток сложнее, так как для размещения измерительных клемм необходимо разорвать проводник или использовать сложные зажимные амперметры. |
Резюме - напряжение в зависимости от тока
В электрическом поле разность потенциалов между любыми двумя точками называется разностью напряжений. Для генерации тока всегда должна быть разница напряжений. В источнике напряжения, таком как фотоэлемент или аккумулятор, напряжение возникает из-за накопления зарядов на выводах. Если эти клеммы соединить проводом, ток начинает течь из-за разницы напряжений между клеммами. Согласно закону Ома, ток в проводнике изменяется пропорционально напряжению. Хотя ток и напряжение связаны между собой сопротивлением, ток не может существовать без напряжения. В этом разница между током и напряжением.
