Razlika med tokom in napetostjo
Share
Ključna razlika - tok proti napetosti
V električnem polju na električne naboje vpliva sila, ki deluje na njih; tako je treba delati na nabito delce, da se premakne iz ene točke v električnem polju v drugo točko. To delo je opredeljeno kot razlika v električnem potencialu med tema dvema točkama. Razlika v električnem potencialu se imenuje tudi napetost med dvema točkama. Gibanje ali tok električnih nabojev pod vplivom razlike potencialov je znan kot električni tok. Ključna razlika med tokom in napetostjo je v tem tok vedno vključuje gibanje električnih nabojev pod električnim poljem, medtem ko napetost ne vključuje toka nabojev. Napetost se pojavi le zaradi obstoja neuravnoteženega naboja.
VSEBINA
1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je napetost
3. Kaj je trenutno
4. Primerjava ob strani - tok proti napetosti
5. Povzetek
Kaj je napetost?
Ker ima atom enako število protonov in elektronov, je vsa stabilna snov v vesolju električno uravnotežena. Vendar imajo lahko pozitivni ali negativno nabiti delci več ali manj elektronov kot protoni zaradi zunanjih fizikalnih in kemičnih vplivov. Pod zbiranjem podobnih nabojev se pojavi električno polje, ki daje električni potencial ali napetost vsaki točki okrog njega. Napetost se lahko obravnava kot najbolj temeljna lastnost električne energije. Merimo ga v voltih (V) z voltmetrom.
Električni potencial v točki se vedno obravnava kot razlika med dvema točkama ali se na določeni točki napetost šteje glede na neskončnost, kjer je potencial nič. Z vidika električnega tokokroga se zemlja šteje za ničelno potencialno točko; torej se napetost v vsaki točki vezja meri glede na zemljo (ali zemljo).
Napetost lahko nastane kot posledica mnogih naravnih ali prisilnih pojavov. Strele so primer napetosti zaradi naravnega pojava; na stotine milijonov napetosti nastane v oblaku zaradi trenja. V zelo majhnem obsegu baterija proizvaja napetost s kemijsko reakcijo, nabira nabite nabite v pozitivnih (Anoda) in negativnih (Katoda) terminalih. Fotovoltaične celice, vključene v sončne panele, ustvarjajo napetost kot rezultat sproščanja elektronov iz polprevodniškega materiala, ki absorbira sončno svetlobo. Podoben učinek je viden pri fotodiodih, ki se uporabljajo v kamerah za zaznavanje stopnje svetlobe v okolju.
Kaj je tok?
Tok je tok nečesa, na primer morske vode ali atmosferskega zraka. V električnem smislu je tok električnih nabojev, najpogosteje tok elektronov skozi prevodnik, znan kot električni tok. Tok se meri z ampermetrom v amperih (A). Ampere je opredeljeno kot coulombs na sekundo in je sorazmerno z napetostno razliko med dvema točkama, kjer teče tok.
Slika 01: Preprost električni tokokrog
Kot je prikazano na sliki 01, ko tok prehaja skozi čisti upor R, je razmerje med napetostjo in tokom enako R. To vnesemo v Ohmov zakon ki je podano kot:
V = I x R
Če napetost dV se spreminja čez tuljavo, znano tudi kot induktor, tok dI skozi tuljavo se spremeni glede na:
dI = 1 / L∫dV dt
Tukaj je L induktivnost tuljave. To se zgodi, ker je tuljava odporna proti spremembi napetosti po njej in proizvaja protit napetost.
V primeru kondenzatorja sprememba toka čez njega dI kot sledi:
dI = C (dV / dt)
Tukaj je C kapacitivnost. To je posledica praznjenja in polnjenja kondenzatorja glede na nihanje napetosti.
Slika 02: Pravilo Flemingove desnice
Ko se prevodnik giblje čez magnetno polje, se po prevodniku po Flemingovem pravilnem pravilniku ustvari tok in nato napetost čez prevodnik..
To je osnova električnega generatorja, v katerem se niz prevodnikov hitro vrti čez magnetno polje. Kot je razloženo v prejšnjem razdelku, akumulator napolni napetost v akumulatorju. Ko žica poveže oba terminala, začne po žici teči tok, to je, da se elektroni v žici premikajo zaradi razlike napetosti med sponkami. Večji je upor žice, večji je tok in hitreje se baterija izprazni. Podobno večja poraba električne energije črpa večji tok iz napajanja. Na primer, 100 W svetilka, priključena na 230V napajanje, se lahko tok, ki ga črpa, izračuna kot:
P = V × I
I = 100 W ÷ 230 V
I = 0,434 A
Ko je moč večja, bo porabni tok velik.
Kakšna je razlika med napetostjo in tokom?
Napetost proti toku | |
| Napetost je opredeljena kot razlika v električnem potencialu med dvema točkama v električnem polju. | Tok je opredeljen kot gibanje električnih nabojev pod potencialno razliko energije v električnem polju. |
| Pojav | |
| Izhodi napetosti zaradi obstoja električnih nabojev. | Tok se proizvaja s premikom nabojev. Ni statičnega toka s statičnimi električnimi naboji. |
| Odvisnost | |
| Napetost lahko obstaja brez proizvajanja toka; na primer v baterijah. | Tok je vedno odvisen od napetosti, saj pretok polnjenja ne more priti brez potencialne razlike. |
| Merjenje | |
| Napetost se meri v voltih. Vedno se meri glede na drugo točko, vsaj nevtralno zemljo. Zato je merjenje napetosti enostavno, saj vezje ni nameščeno, da bi postavili merilne sponke. | Tok se meri v amperih in meri v prevodniku. Merilni tok je težji, saj je treba za namestitev merilnih sponk prebiti vodnik ali pa uporabiti prefinjene vpenjalne ampermetre. |
Povzetek - Napetost v tok
V električnem polju se potencialna razlika med dvema točkama imenuje razlika napetosti. Za ustvarjanje toka mora biti vedno napetostna razlika. V napetostnem viru, kot je fotocelica ali baterija, napetost nastane zaradi kopičenja nabojev na sponkah. Če so ti sponki povezani z žico, začne teči tok zaradi razlike napetosti med sponkami. Po Ohmovem zakonu se tok v prevodniku sorazmerno spreminja z napetostjo. Čeprav sta tok in napetost povezana z uporom, tok ne more obstajati brez napetosti. To je razlika med tokom in napetostjo.
Referenca:
1. strele. (2017, 26. maja). Pridobljeno 29. maja 2017 s https://en.wikipedia.org/wiki/Lightning
2. Fotovoltaični učinek. (2017, 23. marec). Pridobljeno 29. maja 2017 s https://en.wikipedia.org/wiki/Photovoltaic_effect
3. Trgovina za avtomatizacijo. (n.d.). Pridobljeno 29. maja 2017 s https://www.theautomationstore.com/using-a-multimeter-voltmeter-ammeter-and-an-ohmmeter
4. Flemingovo desno pravilo. (2017, 14. februarja). Pridobljeno 29. maja 2017 s https://en.wikipedia.org/wiki/Fleming%27s_right-hand_rule
Vljudnost slik:
1. "OhmsLaw" avtor Waveguide2 (pogovor) (preneselNk / Prvotno ga je naložil Waveguide2) - (Javna domena) prek Commons Wikimedia
2. "RightHandOutline" avtorja Douglas Morrison DougM - en.wiki (CC BY-SA 3.0) prek Commons Wikimedia
