Fő különbség - áram vs feszültség
Elektromos térben az elektromos töltéseket rájuk ható erő befolyásolja; így dolgozni kell egy töltött részecskén, hogy az elektromos mező egyik pontjáról a másikra mozogjon. Ezt a munkát a két pont közötti elektromos potenciálkülönbségként definiálják. Az elektromos potenciálkülönbséget két pont közötti feszültségnek is nevezzük. Az elektromos töltések mozgása vagy áramlása a potenciálkülönbség hatására elektromos áram néven ismert. A fő különbség az áram és a feszültség között az, hogy az áram mindig magában foglalja az elektromos töltések mozgását az elektromos mező alatt, míg a feszültség nem jár töltések áramlásával. A feszültség csak a kiegyensúlyozatlan töltés fennállása miatt következik be.
TARTALOM
1. Áttekintés és a legfontosabb különbség
2. Mi a feszültség
3. Mi az áram
4. Egymás mellett történő összehasonlítás - Áram és feszültség
5. Összefoglalás
Mi az a feszültség?
Mivel egy atomnak ugyanannyi protonja és elektronja van, az univerzumban minden stabil anyag elektromosan kiegyensúlyozott. A pozitív vagy negatív töltésű részecskéknek azonban a külső fizikai és kémiai hatások miatt több vagy kevesebb elektronja lehet, mint a protonoknak. Hasonló töltések összegyűjtése alatt elektromos tér keletkezik, amely elektromos potenciált vagy feszültséget ad a körülötte lévő minden pontra. A feszültség a villamos energia legalapvetőbb tulajdonságaként kezelhető. Voltmérővel mérik voltban (V).
Egy pontban az elektromos potenciált mindig két pont különbségének tekintik, vagy egy adott pontban a feszültséget annak a végtelennek tekintik, ahol a potenciál nulla. Az elektromos áramkör szempontjából a földet nullpontos pontnak tekintik; ennélfogva az áramkör egyes pontjain a feszültséget a földhöz (vagy a földhöz) mérik.
Számos természeti vagy erõszakos jelenség eredményeként feszültség keletkezhet. A villám a példa a természetes előfordulás miatti feszültségre; több száz millió feszültség fordul elő felhőben súrlódás miatt. Nagyon kis méretben az akkumulátor kémiai reakcióval feszültséget termel, a pozitív (anód) és a negatív (katód) kivezetésekben felhalmozódott tölteteket. A napelemekben található fotovoltaikus cellák feszültséget termelnek a napfényt elnyelő félvezető anyag elektronfelszabadulásának eredményeként. Hasonló hatás tapasztalható a fényképezőgépekben a környezeti fényszint érzékelésére használt fotodiódákon is.
Mi az áram?
Az áram valaminek áramlása, például a tengervíz vagy a légköri levegő. Elektromos kontextusban az elektromos töltések áramát, leggyakrabban az elektronok áramát egy vezetőn keresztül, elektromos áramnak nevezzük. Az áramot amperben (A) mérjük ampermérővel. Az ampert másodpercenként coulomb-ként definiáljuk, és arányos az áram áramlásának két pontja közötti feszültségkülönbséggel.
01. ábra: Egyszerű elektromos áramkör
Amint az a 01. ábrán látható, amikor az áram tiszta R ellenálláson halad át, a feszültség és az áram aránya egyenlő R-vel. Ezt Ohm-törvény vezeti be, amely a következőképpen van megadva:
V = I x R
Ha a dV feszültség változik egy tekercsen, amelyet induktivitásnak is neveznek, a tekercsen keresztüli dI áram az alábbiak szerint változik:
dI = 1 / L∫dV dt
Itt L a tekercs induktivitása. Ez azért történik, mert a tekercs ellenáll a feszültségváltozásnak és ellenfeszültséget termel.
Kondenzátor esetén a dI áramának változása a következő:
dI = C (dV / dt)
Itt C a kapacitás. Ennek oka a kondenzátor kisütése és feltöltése a feszültségváltozásnak megfelelően.
02. ábra: Fleming jobb oldali szabálya
Amikor egy vezető egy mágneses téren mozog, áram és azt követően feszültség keletkezik a vezetőn Fleming jobboldali szabálya szerint.
Ez az alapja annak az elektromos generátornak, amelyben számos vezető gyorsan forog a mágneses mezőn. Az előző szakaszban kifejtettek szerint a töltések felhalmozódása feszültséget okoz az akkumulátorban. Amikor egy vezeték összeköti a két kivezetést, a vezeték mentén áram kezd áramlani, vagyis a vezetékben lévő elektronok a terminálok közötti feszültségkülönbség miatt mozognak. Nagyobb a vezeték ellenállása, annál nagyobb az áram, és annál gyorsabban lemerül az akkumulátor. Hasonlóképpen, a nagyobb áramfogyasztó terhelés nagyobb áramot von le az ellátásból. Például egy 100 W-os lámpa 230 V-os tápfeszültséghez csatlakoztatva az általa felvett áram a következőképpen számítható:
P = V × I
I = 100W ÷ 230 V
I = 0,434 A
Itt, amikor az áram nagyobb, a fogyasztó áram nagy lesz.
Mi a különbség a feszültség és az áram között?
Különböző cikk a táblázat előtt
Feszültség vs áram |
|
| A feszültséget az elektromos tér két pontja közötti elektromos potenciális energia különbségként definiáljuk. | Az áram az elektromos töltések mozgása az elektromos mező potenciális energiakülönbsége alatt. |
| Esemény | |
| A feszültség kilép az elektromos töltések fennállása miatt. | Az áramot töltések mozgásával állítják elő. Statikus elektromos töltésekkel nincs áram. |
| Függőség | |
| A feszültség áram létrehozása nélkül is létezhet; például elemekben. | Az áram mindig a feszültségtől függ, mivel töltésáramlás nem léphet fel potenciálkülönbség nélkül. |
| Mérés | |
| A feszültség mérése voltban történik. Mindig egy másik ponthoz, legalább a semleges földhöz viszonyítva mérik. Ezért a feszültség mérése egyszerű, mivel egy áramkör nem szakad meg a mérőkapcsok elhelyezésére. | Az áramot amperben mérjük, és egy vezetőn mérjük. Az áram mérése nehezebb, mivel a vezetőt meg kell szakítani a mérőkapcsok elhelyezéséhez, vagy kifinomult szorító ampermérőket kell használni. |
Összegzés - Feszültség vs áram
Elektromos térben a két pont közötti potenciálkülönbséget feszültségkülönbségnek nevezzük. Az áram létrehozásához mindig feszültségkülönbségnek kell lennie. Egy olyan feszültségforrásban, mint egy fotocella vagy egy akkumulátor, feszültség lép fel a töltések felhalmozódása miatt a kapcsokon. Ha ezeket a sorkapcsokat vezetékkel kötjük össze, akkor a sorkapcsok közötti feszültségkülönbség miatt áram kezd áramolni. Az Ohm-törvény szerint a vezetőben az áram arányosan változik a feszültséggel. Bár az áramot és a feszültséget összekapcsolja az ellenállás, az áram nem létezhet feszültség nélkül. Ez a különbség az áram és a feszültség között.
