Основна 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, за да се премести от една точка в електрическото поле в друга точка. Тази работа се определя като разлика в електрическия потенциал между тези две точки. Разликата на електрическия потенциал се нарича още напрежение между две точки. Движение или поток от електрически заряди под въздействието на потенциалната разлика е известен като електрически ток. Ключовата разлика между тока и напрежението е, че токът винаги включва движение на електрически заряди под електрическо поле, докато напрежението не включва поток от заряди. Напрежение възниква само поради съществуването на небалансиран заряд.
СЪДЪРЖАНИЕ
1. Преглед и ключова разлика
2. Какво е напрежение
3. Какво е ток
4. Сравнение рамо до рамо - Ток срещу напрежение
5. Обобщение
Какво е напрежение?
Тъй като атомът има еднакъв брой протони и електрони, цялата стабилна материя във Вселената е електрически балансирана. Положително или отрицателно заредени частици обаче могат да имат повече или по-малко електрони от протоните поради външни физични и химични ефекти. При събиране на подобни заряди възниква електрическо поле, даващо електрически потенциал или напрежение на всяка точка около него. Напрежението може да се третира като най-фундаменталното свойство на електричеството. Измерва се във волта (V) с помощта на волтметър.
Електрическият потенциал в дадена точка винаги се разглежда като разлика между две точки, или в определена точка, напрежението се разглежда съответно на безкрайността, където потенциалът е нула. В гледната 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).
Напрежение може да се получи в резултат на много природни или принудителни явления. Мълнията е пример за напрежение поради естествено възникване; стотици милиони напрежение възникват в облак поради триене. В много малък мащаб батерията произвежда напрежение чрез химична реакция, натрупвайки заредени йони в положителните (анод) и отрицателните (катод) клеми. Фотоволтаичните клетки, включени в слънчевите панели, генерират напрежение в резултат на освобождаването на електрони от полупроводниковия материал, поглъщащ слънчевата светлина. Подобен ефект може да се види при фотодиодите, използвани в камерите за откриване на нивото на околната светлина.
Какво е ток?
Потокът е поток от нещо, като морската вода или атмосферния въздух. В електрически контекст потокът от електрически заряди, най-често потокът на електрони през проводник, е известен като електрически ток. Токът се измерва в ампери (А) с амперметър. Амперът се определя като кулони в секунда и е пропорционален на разликата в напрежението между две точки, където тече 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 е въведено в закона на Ом, който се дава като:
V = I x R
Ако напрежението dV се променя в бобина, известна също като индуктор, токът dI през бобината 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 dI е както следва:
dI = C (dV / dt)
Тук C е капацитетът. Това се дължи на разреждането и зареждането на кондензатора според вариацията на напрежението.
Фигура 02: Правилото на дясната ръка на Флеминг
Когато проводник се движи през магнитно поле, ток и впоследствие напрежение се произвеждат през проводника съгласно правилото на Флеминг отдясно.
Това е основата на електрическия генератор, в който серия от проводници бързо се върти в магнитно поле. Както е обяснено в предишния раздел, натрупването на заряди води до напрежение в батерията. Когато проводник свързва двата терминала, по проводника започва да тече ток, т.е.електроните 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 се източва батерията. По същия начин, по-високата консумация на енергия натоварва по-висок ток от захранването. Например, лампа 100 W, свързана към захранване 230 V, токът, който тя изразходва, може да се изчисли като:
P = V × I
I = 100W ÷ 230 V
I = 0,434 A
Тук, когато мощността е по-висока, консумиращият ток ще бъде висок.
Каква е разликата между напрежение и ток?
Различна статия Средна преди таблица
Напрежение срещу ток |
|
| Напрежението се определя като разлика в електрическата потенциална енергия между две точки в електрическо поле. | Токът се определя като движение на електрически заряди при потенциална енергийна разлика в електрическо поле. |
| Поява | |
| Напрежението излиза поради съществуването 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 потокът от заряд не може да възникне без потенциална разлика. |
| 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 веригата не е прекъсната за поставяне на измервателните клеми. | Токът се измерва в ампери и се измерва през проводник. Измерването на тока е по-трудно, тъй като проводникът трябва да бъде счупен, за да се поставят измервателните клеми, или да се използват сложни затягащи амперметри. |
Резюме - Напрежение спрямо ток
В електрическо поле потенциалната разлика между всякакви две точки се нарича разлика в напрежението. Винаги трябва да има разлика в напрежението за генериране на ток. В източник на напрежение като фотоклетка или батерия, напрежението възниква поради натрупването на заряди в клемите. Ако тези клеми са свързани с проводник, токът 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 взаимосвързани от съпротивлението, токът не може да съществува без напрежение. Това е разликата между ток и напрежение.
