Разлика между ток и напрежение

Ключова разлика - ток срещу напрежение

В електрическо поле електрическите заряди се влияят от сила, действаща върху тях; по този начин трябва да се работи върху заредена частица, която да се премести от една точка в електрическо поле в друга точка. Тази работа се определя като разлика в електрическия потенциал между тези две точки. Разликата в електрическия потенциал се нарича също напрежение между две точки. Движението или потокът от електрически заряди под въздействието на потенциалната разлика е известен като електрически ток. Ключовата разлика между ток и напрежение е тази токът винаги включва движение на електрически заряди под електрическо поле, докато напрежението не включва поток от заряди. Напрежението възниква само поради наличието на небалансиран заряд.

СЪДЪРЖАНИЕ
1. Преглед и ключова разлика
2. Какво е напрежение
3. Какво е ток
4. Паралелно сравнение - ток срещу напрежение
5. Резюме

Какво е напрежение?

Тъй като един атом има същия брой протони и електрони, цялата стабилна материя във Вселената е електрически балансирана. Обаче положително или отрицателно заредените частици могат да имат повече или по-малко електрони от протоните поради външни физични и химични ефекти. При събиране на подобни заряди възниква електрическо поле, което дава електрически потенциал или напрежение на всяка точка около него. Напрежението може да се разглежда като най-фундаменталното свойство в електроенергията. Измерва се във волта (V) с помощта на волтметър.

Електрическият потенциал в една точка винаги се счита за разлика между две точки или в определена точка напрежението се счита за съответстващо на безкрайността, където потенциалът е нула. От гледна точка на електрическата верига, земята се разглежда като точка с нулев потенциал; следователно, напрежението във всяка точка на веригата се измерва по отношение на земята (или земята).

В резултат на много природни или принудителни явления може да се получи напрежение. Светкавицата е пример за напрежение поради естествено възникване; стотици милиони напрежение възниква в облак поради триенето. В много малък мащаб батерията произвежда напрежение чрез химическа реакция, натрупвайки заредени йони в положителните (анод) и отрицателните (катод) терминали. Фотоволтаичните клетки, включени в слънчевите панели, генерират напрежение в резултат на освобождаване на електрон от полупроводниковия материал, абсорбиращ слънчевата светлина. Подобен ефект може да се наблюдава при фотодиодите, използвани в камерите за откриване на нивото на околната светлина.

Какво е ток?

Ток е поток от нещо, например морска вода или атмосферен въздух. В електрически контекст поток от електрически заряди, най-често поток от електрони през проводник, е известен като електрически ток. Токът се измерва в ампери (А) с амперметър. Амперът се определя като куломи в секунда и е пропорционален на разликата в напрежението между две точки, където протича токът.

Фигура 01: Проста електрическа верига

Както е показано на фигура 01, когато токът преминава през чисто съпротивление R, съотношението напрежение към ток е равно на R. Това се въвежда в Закон на Ом което се дава като:

V = I x R

Ако напрежението DV се променя в една намотка, известна още като индуктор, ток дестил чрез намотката се променя според:

dI = 1 / L∫dV dt

Тук L е индуктивността на намотката. Това се случва, тъй като бобината е устойчива на промяната на напрежението в нея и произвежда противонапрежение.

В случай на кондензатор, промяната на тока през него дестил е както следва:

dI = C (dV / dt)

Тук С е капацитетът. Това се дължи на разреждането и зареждането на кондензатора в зависимост от изменението на напрежението.

Фигура 02: Правилото на дясната ръка на Флеминг

Когато проводник се движи през магнитно поле, през проводника се произвежда ток и впоследствие напрежение съгласно правилото на Флеминг.

Това е основата на електрическия генератор, в който серия от проводници бързо се върти през магнитно поле. Както беше обяснено в предишния раздел, натрупването на заряди прави напрежение в батерията. Когато жица свързва двата терминала, по протежението на жицата започва да тече ток, тоест електрони в проводника се движат поради разликата в напрежението между клемите. Колкото по-голямо е съпротивлението на проводника, толкова по-голям е токът и по-бързо батерията се изтощава. По същия начин, по-голямото потребление на енергия извлича по-голям ток от захранването. Например, 100W лампа, свързана към 230V захранване, токът, който тя черпи, може да се изчисли като:

P = V × I
I = 100 W ÷ 230 V
I = 0,434 A

Тук, когато мощността е по-висока, консумиращият ток ще бъде голям.

Каква е разликата между напрежение и ток?

Напрежение срещу ток
Напрежението се дефинира като разлика в електрическия потенциал между две точки в електрическо поле.	Токът се определя като движението на електрическите заряди при потенциална разлика в енергията в електрическо поле.
явление
Изходното напрежение се дължи на наличието на електрически заряди.	Токът се произвежда с движение на заряди. Няма ток със статични електрически заряди.
Зависимост
Напрежението може да съществува, без да произвежда ток; например в батерии.	Токът винаги зависи от напрежението, тъй като без потенциална разлика не може да възникне заряд.
измерване
Напрежението се измерва във волта. Винаги се измерва по отношение на друга точка, поне неутралната земя. Следователно измерването на напрежението е лесно, тъй като верига не е прекъсната, за да поставите измервателните клеми.	Токът се измерва в ампери и се измерва по проводник. Измерването на тока е по-трудно, тъй като проводникът трябва да бъде прекъснат, за да постави измервателните клеми, или трябва да се използват сложни затягащи амперметри.

Обобщение - Напрежение срещу ток

В електрическо поле потенциалната разлика между всяка две точки се нарича разлика на напрежението. Винаги трябва да има разлика в напрежението за генериране на ток. В източник на напрежение като фотоклетка или батерия се получава напрежение поради натрупването на заряди в клемите. Ако тези клеми са свързани с проводник, ток започва да тече поради разликата в напрежението между клемите. Според закона на Ом, токът в проводник пропорционално се променя с напрежението. Въпреки че токът и напрежението са свързани помежду си чрез съпротивлението, токът не може да съществува без напрежение. Това е разликата между ток и напрежение.

справка:
1. Светкавица. (2017 г., 26 май). Произведено на 29 май 2017 г. от https://en.wikipedia.org/wiki/Lightning
2. Фотоволтаичен ефект. (2017 г., 23 март). Произведено на 29 май 2017 г. от https://en.wikipedia.org/wiki/Photovoltaic_effect
3. Магазинът за автоматизация. (N.d.). Произведено на 29 май 2017 г. от https://www.theautomationstore.com/using-a-multimeter-voltmeter-ammeter-and-an-ohmmeter
4. Правило на дясната ръка на Флеминг. (2017 г., 14 февруари). Произведено на 29 май 2017 г. от https://bg.wikipedia.org/wiki/Fleming%27s_right-hand_rule

С любезност на изображенията:
1. “OhmsLaw” от Waveguide2 (беседа) (Прехвърлен отNk / Първоначално качено от Waveguide2) - (Public Domain) през Commons Wikimedia
2. “RightHandOutline” от Дъглас Морисън ДогМ - en.wiki (CC BY-SA 3.0) през Commons Wikimedia