Різниця між струмом і напругою

Ключова різниця - струм проти напруги

В електричному полі на електричні заряди впливає сила, що діє на них; таким чином, слід провести роботу над зарядженою частинкою для переміщення від однієї точки в електричному полі до іншої точки. Ця робота визначається як різниця електричних потенціалів між цими двома точками. Різниця електричних потенціалів також називається напругою між двома точками. Рух або потік електричних зарядів під дією різниці потенціалів відомий як електричний струм. Ключова різниця між струмом і напругою полягає в тому струм завжди передбачає рух електричних зарядів під електричним полем, тоді як напруга не передбачає потік зарядів. Напруга виникає лише через наявність неврівноваженого заряду.

ЗМІСТ
1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке напруга
3. Що є поточним
4. Порівняльне порівняння - струм проти напруги
5. Підсумок

Що таке напруга?

Оскільки атом має однакову кількість протонів та електронів, вся стабільна речовина у Всесвіті електрично збалансована. Однак позитивно чи негативно заряджені частинки можуть мати більше або менше електронів, ніж протони через зовнішні фізичні та хімічні ефекти. Під набором подібних зарядів виникає електричне поле, що дає електричний потенціал або напругу до кожної точки навколо нього. Напруга можна розглядати як найбільш фундаментальну властивість електроенергії. Він вимірюється у вольтах (V) за допомогою вольтметра.

Електричний потенціал у точці завжди розглядається як різниця між двома точками, або в певній точці напруга розглядається відповідно до нескінченності, де потенціал дорівнює нулю. З точки зору електричного кола, земля розглядається як точка нульового потенціалу; отже, напруга в кожній точці ланцюга вимірюється відносно землі (або землі).

Напруга може вироблятися внаслідок багатьох природних або вимушених явищ. Блискавка - приклад напруги внаслідок природного явища; сотні мільйонів напруги виникають у хмарі через тертя. У дуже малих масштабах акумулятор виробляє напругу хімічною реакцією, накопичуючи заряджені іони в позитивних (Анод) і негативних (Катодних) клемах. Фотоелектричні комірки, що входять до сонячних панелей, генерують напругу в результаті вивільнення електронів з напівпровідникового матеріалу, що поглинає сонячне світло. Аналогічний ефект можна побачити у фотодіодах, які використовуються в камерах для виявлення рівня навколишнього світла.

Що таке струм?

Струм - це потік чогось, наприклад, морської води чи атмосферного повітря. В електричному контексті потік електричних зарядів, найчастіше потік електронів через провідник, відомий як електричний струм. Струм вимірюється в амперах (А) амперметром. Ампер визначається як куломи в секунду і пропорційний різниці напруги між двома точками, де протікає струм.

Малюнок 01: Проста електрична схема

Як показано на малюнку 01, коли струм проходить через чистий опір R, відношення напруги до струму дорівнює R. Це вводиться в Закон Ома який задається як:

V = I x R

Якщо напруга дв змінюється через котушку, також відому як індуктор, струм dI через котушку змінюється відповідно до:

dI = 1 / L∫dV dt

Тут L - індуктивність котушки. Це трапляється, оскільки котушка є стійкою до зміни напруги на ній і виробляє зустрічну напругу.

У випадку конденсатора - зміна струму по ньому dI є наступним:

dI = C (дВ / дт)

Тут C - ємність. Це пов’язано з розрядом і зарядкою конденсатора відповідно до зміни напруги.

Малюнок 02: Праве правило Флемінга

Коли провідник рухається через магнітне поле, то по провіднику виробляється струм і згодом напруга відповідно до правильного правила Флемінга.

Це основа електричного генератора, в якому низка провідників швидко обертається через магнітне поле. Як пояснено в попередньому розділі, накопичення зарядів робить напругу в акумуляторі. Коли провід з'єднує два клеми, по проводу починає текти струм, тобто електрони в проводі рухаються через різницю напруги між клемами. Чим більший опір дроту, тим більший струм і тим швидше виснажується акумулятор. Аналогічно, більш високе енергоспоживання навантажує вищий струм з живлення. Наприклад, лампа потужністю 100 Вт, підключена до джерела живлення 230 В, струм, який вона проводить, може бути розрахований як:

P = V × I
I = 100 Вт ÷ 230 В
I = 0,434 А

Тут, коли потужність більша, споживаний струм буде високим.

Яка різниця між напругою та струмом?

Напруга проти струму
Напруга визначається як різниця електричної потенціалу між двома точками в електричному полі.	Струм визначається як рух електричних зарядів під різницею потенціальної енергії в електричному полі.
Виникнення
Вихід напруги через наявність електричних зарядів.	Струм виробляється з рухом зарядів. Немає струму зі статичними електричними зарядами.
Залежність
Напруга може існувати без отримання струму; наприклад, в акумуляторах.	Струм завжди залежить від напруги, оскільки потік заряду не може відбуватися без різниці потенціалів.
Вимірювання
Напруга вимірюється у вольтах. Він завжди вимірюється відносно іншої точки, принаймні нейтральної землі. Тому вимірювати напругу легко, оскільки ланцюг для розміщення вимірювальних клем не порушена.	Струм вимірюється в амперах і вимірюється по провіднику. Вимірювати струм складніше, оскільки провідник повинен бути розбитий, щоб розмістити вимірювальні клеми, або слід використовувати складні затискні амперметри.

Підсумок - Напруга проти струму

В електричному полі різниця потенціалів між будь-якими двома точками називається різницею напруги. Завжди повинна бути різниця напруги для генерації струму. У джерелі напруги, як фотоелемент або акумулятор, напруга виникає через накопичення зарядів на клемах. Якщо ці клеми з'єднані з дротом, через різницю напруги між клемами починає текти струм. Відповідно до Закону Ома, струм у провіднику пропорційно змінюється з напругою. Хоча струм і напруга пов'язані між собою опором, струм не може існувати без напруги. Це різниця між струмом і напругою.

Довідка:
1. Блискавка. (2017 р., 26 травня). Отримано 29 травня 2017 року з https://en.wikipedia.org/wiki/Lightning
2. Фотоелектричний ефект. (2017 р., 23 березня). Отримано 29 травня 2017 року з https://en.wikipedia.org/wiki/Photovoltaic_effect
3. Магазин автоматизації. (н.д.). Отримано 29 травня 2017 року з https://www.theautomationstore.com/using-a-multimeter-voltmeter-ammeter-and-an-ohmmeter
4. Правило Флемінга. (2017 р., 14 лютого). Отримано 29 травня 2017 року з https://en.wikipedia.org/wiki/Fleming%27s_right-hand_rule

Надано зображення:
1. "OhmsLaw" від Waveguide2 (розмова) (Передано Nk / Спочатку завантажено Waveguide2) - (Загальнодоступне домену) через Wikimedia Commons
2. "RightHandOutline" Дугласа Моррісона Дуга - en.wiki (CC BY-SA 3.0) через Wikimedia Commons