Чем сила тока отличается от напряжения. Отличия силы тока от напряжения: ключевые характеристики электричества

Чем отличается сила тока от напряжения в электрической цепи. Какие основные характеристики имеют эти физические величины. Как они взаимосвязаны и измеряются. Почему важно понимать разницу между током и напряжением.

Что такое сила тока и напряжение

Сила тока и напряжение — две ключевые характеристики электрического тока, без понимания которых невозможно разобраться в принципах работы электрических цепей. Хотя эти величины тесно связаны, между ними есть принципиальные отличия.

Определение силы тока

Сила тока — это физическая величина, характеризующая интенсивность движения электрических зарядов в проводнике. Простыми словами, сила тока показывает, какое количество заряженных частиц проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени.

Определение напряжения

Напряжение — это разность потенциалов между двумя точками электрической цепи. Оно характеризует работу, которую совершает электрическое поле при перемещении единичного положительного заряда из одной точки в другую.

Основные отличия силы тока от напряжения

Несмотря на тесную взаимосвязь, сила тока и напряжение имеют ряд принципиальных отличий:

• Сила тока характеризует движение зарядов, а напряжение — разность потенциалов
• Ток не может существовать без напряжения, а напряжение может быть и без тока
• Сила тока измеряется в амперах, напряжение — в вольтах
• Ток измеряется амперметром, включенным последовательно, напряжение — вольтметром параллельно
• Сила тока одинакова во всех участках неразветвленной цепи, напряжение на разных участках различно

Взаимосвязь между силой тока и напряжением

Несмотря на различия, сила тока и напряжение тесно связаны между собой. Эта взаимосвязь описывается законом Ома для участка цепи:

I = U / R

где I — сила тока, U — напряжение, R — сопротивление участка цепи.

Из этой формулы следует, что при постоянном сопротивлении сила тока прямо пропорциональна напряжению. То есть чем выше напряжение, тем больше сила тока в цепи.

Единицы измерения тока и напряжения

Сила тока и напряжение измеряются в разных единицах:

• Единица измерения силы тока — ампер (А)
• Единица измерения напряжения — вольт (В)

1 ампер — это сила тока, при которой через поперечное сечение проводника за 1 секунду проходит заряд в 1 кулон.

1 вольт — это напряжение на участке цепи, при котором работа по перемещению заряда в 1 кулон равна 1 джоулю.

Как измеряются ток и напряжение

Для измерения силы тока и напряжения используются разные приборы и способы их подключения:

• Сила тока измеряется амперметром, который включается последовательно в цепь
• Напряжение измеряется вольтметром, подключаемым параллельно к участку цепи

При этом амперметр должен иметь малое внутреннее сопротивление, а вольтметр — большое, чтобы не искажать параметры измеряемой цепи.

Почему важно различать ток и напряжение

Понимание разницы между силой тока и напряжением критически важно по нескольким причинам:

• Для правильного расчета и проектирования электрических цепей
• Для обеспечения электробезопасности
• Для грамотной эксплуатации электроприборов
• Для диагностики неисправностей в электрооборудовании

Например, при поражении электрическим током опасность для человека представляет именно сила тока, а не напряжение. Поэтому важно учитывать оба этих параметра.

Аналогия с водой для понимания разницы

Для наглядности различия между током и напряжением часто проводят аналогию с водой в трубе:

• Напряжение аналогично давлению воды в трубе
• Сила тока подобна количеству воды, протекающему через трубу за единицу времени
• Сопротивление сравнимо с сечением трубы

Эта аналогия помогает понять, почему ток зависит от напряжения и сопротивления участка цепи.

Постоянный и переменный ток

И сила тока, и напряжение могут быть постоянными или переменными:

• Постоянный ток не меняет своего направления с течением времени
• Переменный ток периодически меняет направление и величину

В бытовой электросети используется переменный ток частотой 50 Гц, а в электронных устройствах часто применяется постоянный ток.

Влияние на работу электроприборов

Сила тока и напряжение по-разному влияют на работу электроприборов:

• Напряжение определяет возможность работы прибора от конкретной сети
• Сила тока влияет на мощность и производительность устройства

Поэтому при выборе электроприборов важно учитывать оба этих параметра, указанных в технических характеристиках.

Заключение

Сила тока и напряжение — фундаментальные характеристики электрического тока, имеющие ряд принципиальных отличий. Понимание их особенностей и взаимосвязи необходимо для грамотной работы с электричеством. Это знание важно как для профессиональных электриков, так и для обычных пользователей бытовой техники.

есть ли разница и сравнение

Электричество играет важную роль в жизни каждого человека. При этом далеко не всем известны принципы и ценность этого явления. К главным параметрам электричества относят две величины, которые зависят друг от друга, – силу тока и напряжение. Каждое из этих понятий отличается своими уникальными особенностями. Так чем конкретно отличается сила тока от напряжения? Чтобы дать ответ на этот вопрос, требуется разобраться в природе этих явлений.

Содержание

Понятие силы тока

Под этим термином понимают процесс, при котором под влиянием электрического поля начинается упорядоченное перемещение заряженных частиц. В их роли выступают различные элементы – это зависит от конкретной ситуации. К примеру, если речь идет о проводниках, в роли частиц применяются электроны.

В ходе изучения электричества людям удалось установить, что возможности тока позволяют его применять в разных областях и даже в медицине. С помощью электрических зарядов удается реанимировать людей, восстанавливая работу сердечной мышцы. К тому же ток применяют для борьбы с такими сложными патологиями, как болезнь Паркинсона и эпилепсия.

Незаменим ток и в бытовых условиях. Он обеспечивает дома светом и позволяет работать электроприборам.

Что такое напряжение

Под этим термином понимают более сложное понятие. Для начала важно понять, что единичные положительные заряды способны перемещаться из различных точек, а именно – из низкого потенциала в высокий. При этом напряжением называют энергию, которая тратится на это перемещение.

Чтобы лучше понять эту особенность, стоит привести пример с течением воды между банками. Так, ток представляет собой непосредственно поток воды, а напряжение – демонстрирует отличия в уровнях в банках. Таким образом, вода будет течь, пока ее уровни не станут одинаковыми.

В чем разница

Сила тока имеет много отличий от напряжения. Прежде всего, стоит рассмотреть разницу в понятиях. Так, под терминами «ток» и «сила тока» понимают конкретное количество электричества. При этом напряжением называют меру потенциальной энергии.

Мнение эксперта

Карнаух Екатерина Владимировна

Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность «Экономика предприятия»

Иными словами, рассматриваемые понятия находятся в сильной зависимости друг от друга. При этом они сохраняют определенные отличительные особенности. На их сопротивление влияет много разных факторов. Одним из самых значимых считается материал, из которого сделан проводник. Также важны внешние условия и температура.

Конкретные отличия есть и в получении. Если влияние на электрические заряды формирует напряжение, то ток получают путем его прикладывания между фрагментами схемы. В качестве таких изделий применяются батареи или генераторы.

Отличия касаются и физических проявлений рассматриваемых явлений. Человек может почувствовать их лишь опосредованно. Так, если приложить батарейку к языку, удастся ощутить пощипывание. Это считается результатом протекания малого тока через организм. Чувствительные слизистые покровы уже чувствуют раздражение.

Мнение эксперта

Карнаух Екатерина Владимировна

Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность «Экономика предприятия»

При этом между двумя заряженными объектами заметны искры статического электричества. Это могут быть синтетические ткани. Также это видно при проведении школьных опытов с динамо-машиной. Все это считается результатом накопления заряда или потенциального напряжения.

Чтобы понять, чем отличается напряжение от силы тока, стоит определиться с понятием заряда. Все материи в мире состоят из атомов. При этом они включают протоны, нейтроны и электроны. Из перечисленных частиц нейтральный заряд имеют лишь нейтроны. При этом электроны и протоны характеризуются потенциальной энергией. Она представляет собой электрический заряд, с помощью которого атомы удерживаются в цельном состоянии.

Протоны и нейтроны располагаются в ядре атома. При этом электроны наоборот размещаются далеко от ядра и перемещаются вокруг него по орбитам. Это явление напоминает орбиты планет, которые входят в солнечную систему. Чем дальше располагается электрон от ядра, тем меньше его связь с центральной частью атома. Как следствие, он легче теряется. Поведение электронов отличается в зависимости от материала.

В металлах они не слишком сильно связаны с ядром и легко перемещаются в материале. При этом их общее количество в объекте, имеющем нейтральный заряд, всегда должно отвечать числу протонов.

Если электроны в результате определенных действий покидают вещество, они забирают с собой и заряд. Таким образом, заряд, который остается в протонах, будет накоплен. Электроны способны уносить заряд в следующих ситуациях:

• трение веществ друг о друга;
• влияние ультрафиолетового излучения или радиации;
• быстрые температурные колебания.

В результате между предметами появляется разница потенциалов или напряжение, которое способно спровоцировать искру.

При этом искра считается проявлением электрического тока. Заряды разных знаков всегда притягиваются. Если электроны переходят с одного материала на второй, один получает положительный заряд, а второй – отрицательный.

При сближении электроны будут притягиваться к телу с положительным зарядом. Это спровоцирует появление искры. Таким образом, ток представляет собой движение заряженных частиц.

Слово «ток» происходит от слова «течение». Таким образом, можно провести параллель течения жидкости с электротоком. Протекание жидкости возможно из одного места в другое лишь при наличии силы, которая заставляет ее это сделать. В самом простейшем случае это можно описать как разницу между уровнями жидкостей. Это обозначает потенциальную энергию, которая заставляет жидкость перетекать от высокого уровня к низкому.

Мнение эксперта

Карнаух Екатерина Владимировна

Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность «Экономика предприятия»

Аналогом разницы между уровнями жидкости считается разность потенциалов или напряжение. При этом в качестве аналога силы тока стоит привести напор воды, который создается разницей между уровнями. В качестве примеров потока жидкости стоит привести водопад или реку, которая течет с наклоном. Аналогичным эффектом отличается поток, который создает водонапорная башня.

На электротехнические параметры также влияют материалы, в которых течет ток. Эти показатели определяются сопротивлением вещества. Сопротивление бывает бесконечно высоким у диэлектриков или падает почти до нуля в условиях сверхпроводимости. Оно определяется формой проводника – его длиной и сечением. Также имеет значение материал, из которого он сделан.

В соответствии с законом Ома сопротивление определяют как отношение напряжения к силе тока на конкретном участке цепи. Таким образом, разницу потенциалов удается найти как произведение силы тока и сопротивления. Отличия силы тока и напряжения обязательно стоит знать людям, которые проводят электротехнические расчеты. На этом строятся все основы работы электрических цепей.

Еще одним аспектом рассматриваемых понятий считаются их разновидности. Сила тока и напряжение бывают постоянными и переменными. Постоянство показателя говорит о его неизменности во времени. При этом переменные показатели периодически меняют свое значение во времени. Если напряжение питания окажется переменным, сила тока, которая будет им генерироваться, станет переменной величиной. Это означает, что оба показателя будут то повышаться, то снижаться.

При этом форма сигнала бывает разной. К ним относят следующее:

• синусоидальный сигнал – характеризуется плавным возрастанием и убыванием;
• меандр – представляет собой прямоугольный или треугольный сигнал, когда показатель резко меняется;
• пульсирующий сигнал – меняется плавно или резко в соответствии с определенными законами.

Вне зависимости от вида тока его главным отличием считается то, что он представляет собой движение носителей заряда. При этом напряжение считается причиной этого движения.

Итоги

Напряжение и сила тока имеют определенные особенности и отличия. При этом оба понятия сильно зависят друг от друга. Главным отличием считается то, что они получаются в результате различных процессов.

ЭДС и напряжение в электрической цепи

Многие люди (в то числе и некоторые электрики) путают понятие электродвижущей силы (ЭДС) и напряжения. Хотя эти понятия имеют отличия. Несмотря на то, что они незначительные, не специалисту сложно в них разобраться. Не маловажную роль в этом играет единица измерения. Напряжение и ЭДС измеряются в одних единицах – Вольтах. На этом отличия не заканчиваются, подробно обо всем мы рассказали в статье!

• Что такое электродвижущая сила
• Что такое напряжение
• Так в чем же отличие
• Вывод

Что такое электродвижущая сила

Подробно этот вопрос мы рассмотрели в отдельной статье: https://samelectrik. ru/chto-takoe-eds-obyasnenie-prostymi-slovami.html

Под ЭДС понимается физическая величина, характеризующая работу каких-либо сторонних сил, находящихся в источниках питания постоянного или переменного тока. При этом, если имеется замкнутый контур, то можно сказать, что ЭДС равна работе сил по перемещению положительного заряда к отрицательному по замкнутой цепи. Или простыми словами, ЭДС источника тока представляет работу, необходимую для перемещения единичного заряда между полюсами.

При этом если источник тока имеющего бесконечную мощность, а внутреннее сопротивление будет отсутствовать (позиция А на рисунке), то ЭДС можно рассчитать по закону Ома для участка цепи, т.к. напряжение и электродвижущая сила в этом случае равны.

I=U/R,

где U – напряжение, а в рассмотренном примере — ЭДС.

Однако, реальный источник питания имеет конечное внутреннее сопротивление. Поэтому такой расчет нельзя применять на практике. В этом случае для определения ЭДС пользуются формулой для полной цепи.

I=E/(R+r),

где E (также обозначается как «ԑ») — ЭДС; R – сопротивление нагрузки, r – внутреннее сопротивление источника электропитания, I – ток в цепи.

Однако, эта формула не учитывает сопротивление проводников цепи. При этом необходимо понимать, что внутри источника постоянного тока и во внешней цепи, ток течет в разных направлениях. Разница заключается в том, что внутри элемента он течет от минуса к плюсу, то во внешней цепи от плюса к минусу.

Это наглядно представлено на ниже приведенном рисунке:

При этом электродвижущая сила измеряется вольтметром, в случае, когда нет нагрузки, т.е. источник питания работает в режиме холостого хода.

Чтобы найти ЭДС через напряжение и сопротивление нагрузки нужно найти внутреннее сопротивление источника питания, для этого измеряют напряжение дважды при разных токах нагрузки, после чего находят внутреннее сопротивление. Ниже приведен порядок вычисления по формулам, далее R1, R2 — сопротивление нагрузки для первого и второго измерения соответственно, остальные величины аналогично, U1, U2 – напряжения источника на его зажимах под нагрузкой.

Итак, нам известен ток, тогда он равен:

I1=E/(R1+r)

I2=E/(R2+r)

При этом:

R1=U1/I1

R2=U2/I2

Если подставить в первые уравнения, то:

I1=E/( (U1/I1)+r)

I2=E/( (U2/I2)+r)

Теперь разделим левые и правые части друг на друга:

(I1/I2)= [E/( (U1/I1)+r)]/[E/( (U2/I2)+r)]

После вычисления относительно сопротивления источника тока получим:

r=(U1-U2)/(I1-I2)

Внутреннее сопротивление r:

r= (U1+U2)/I,

где U1, U2 — напряжение на зажимах источника при разном токе нагрузки, I — ток в цепи.

Тогда ЭДС равно:

E=I*(R+r) или E=U1+I1*r

Что такое напряжение

Электрическое напряжение (обозначается как U) – это физическая величина, которая отражает количественную характеристику работы электрического поля по переносу заряда из точки А в точку В. Соответственно напряжение может быть между двумя точками цепи, но в отличии от ЭДС оно может быть между двумя выводами какого-то из элементов цепи. Напомним, что ЭДС характеризует работу, выполненную сторонними силами, то есть работу самого источника тока или ЭДС по переносу заряда через всю цепь, а не на конкретном элементе.

Это определение можно выразить простым языком. Напряжение источников постоянного тока – это сила, которая перемещает свободные электроны от одного атома к другому в определенном направлении.

Для переменного тока используют следующие понятия:

• мгновенное напряжение — это разность потенциалов между точками в данный промежуток времени;
• амплитудное значение – представляет максимальную величину по модулю мгновенного значения напряжения за промежуток времени;
• среднее значение – постоянная составляющая напряжения;
• среднеквадратичное и средневыпрямленное.

Напряжение участка цепи зависит от материала проводника, сопротивления нагрузки и температуры. Так же как и электродвижущая сила измеряется в Вольтах.

Часто для понимания физического смысла напряжения, его сравнивают с водонапорной башней. Столб воды отождествляют с напряжением, а поток с током.

При этом столб воды в башне постепенно уменьшается, что характеризует понижение напряжения и уменьшения силы тока.

Так в чем же отличие

Для лучшего понимания, в чем состоит разница электродвижущей силы от напряжения, рассмотрим пример. Имеется источник электрической энергии бесконечной мощности, в котором отсутствует внутреннее сопротивление. В электрической цепи смонтирована нагрузка. В этом случае будет справедливо утверждение, что ЭДС и напряжение тождественно равны, т.е между этими понятиями отсутствует разница.

Однако, это идеальные условия, которые в реальной жизни не встречаются. Эти условия используют исключительно при расчетах. В реальной жизни учитывается внутреннее сопротивление источника питания. В этом случае ЭДС и напряжение имеют отличия.

На рисунке представлено, какая разница будет в значениях электродвижущей силы и напряжении в реальных условиях. Вышеприведенная формула закона Ома для полной цепи описывает все процессы. При разомкнутой цепи на клеммах батарейки будет значение 1,5 Вольта. Это значение ЭДС. Подключив нагрузку, в данном случае это лампочка, на ней будет напряжение 1 вольт.

Разница от идеального источника заключается в наличии внутреннего сопротивления источника питания. На этом сопротивлении и происходит падение напряжения. Эти процессы описывает закон Ома для полной цепи.

Если измерительный прибор на зажимах источника электроэнергии показывает значение 1,5 Вольта, это будет электродвижущая сила, но повторим, при условии отсутствия нагрузки.

При подключении нагрузки на клеммах будет заведомо меньшее значение. Это и есть напряжение.

Вывод

Из вышесказанного можно сделать вывод, что основная разница между ЭДС и напряжением состоит:

1. Электродвижущая сила зависит от источника питания, а напряжение зависит от подключенной нагрузки и тока, протекающего по цепи.
2. Электродвижущая сила это физическая величина, характеризующая работу сторонних сил неэлектрического происхождения, происходящих в цепях постоянного и переменного тока.
3. Напряжение и ЭДС имеет единую единицу измерения – Вольт.
4. U -величина физическая, равная работе эффективного электрического поля, производимой при переносе единичного пробного заряда из точки А в точку В.

Таким образом, кратко, если представить U в виде столба воды, то ЭДС можно представить что это насос, поддерживающий уровень воды на постоянном уровне. Надеемся, после прочтения статьи Вам стало понятно основное отличие!

Материалы по теме:

• Чем отличается трансформатор от автотрансформатора
• Разница между контактором и пускателем
• Как узнать, есть ли напряжение в розетке

Чем отличается ток от напряжения?

Чем отличается ток от напряжения?

Но для удобства мы приведем два основных различия между рассматриваемыми понятиями с более подробным описанием: Ток – это количество электричества, в то время как напряжением называют меру потенциальной энергии. … А ток получается путем прикладывания напряжения между точками схемы.

Что такое напряжение и сила тока?

напряжение — это физическая величина, равная отношению мощности электрического тока к силе тока в цепи. Единица напряжения: [U] = 1 Дж/1 Кл = 1 В (один вольт).

Чем сила отличается от мощности?

Как известно, мощность — это сила, умноженная на скорость; она представляет собой способность применять большое количество силы за короткий период времени. Чтобы поднять тяжелый груз на тренажере для жима ногами, нужна только сила; мощность мышц, необходимая для прыжка в высоту, требует и силы, и скорости.

Что такое сопротивление тока простыми словами?

Исходя из этого, сопротивление проводника – это физическая величина, которая характеризует свойство проводника препятствовать проводить электрический ток. Более простыми словами это величина, которая мешает проводить электрический ток. … То есть движению заряженных частиц, в нагрузке препятствии больше, чем в проводнике.

В чем состоит качественное объяснение закона Ома?

Закон немецкого учителя Георга Ома очень прост. Он гласит: Сила тока на участке цепи прямо пропорционально напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению. … Соответственно, чем больше напряжение, тем и ток будет больше.

В чем измеряется сила тока?

амперах

Чем определяется сила тока в проводнике?

Электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за 1 секунду, определяет силу тока в цепи. Сила тока (I) — скалярная величина, равная отношению заряда (q), прошедшего через поперечное сечение проводника, к промежутку времени (t), в течение которого шёл ток.

Что называется силой тока и какой формулой она выражается?

I=q/t, где q – количество электричества, а t – временной отрезок. Также для расчета силы тока можно использовать такие параметры, как: фактическое напряжение (U). … Для измерения силы тока используют специальный прибор — амперметр.

Как найти силу тока какие у неё единицы измерения?

Ампер (обозначение: А) – это единица измерения силы электрического тока….Формулы закона Ома: V = I х R, R = V / I, I = V / R, где:

1. V – напряжение.
2. R – сопротивление
3. I – сила тока, который проходит через резистор. X Источник информации

Что понимают под электрическим сопротивлением?

Электрическое сопротивление это физическая величина, характеризующая способность проводника пропускать электрический ток. … где — удельное сопротивление вещества проводника, — длина проводника, — площадь поперечного сечения проводника.

Что является единицей силы тока в Международной системе единиц СИ?

единицей электрического напряжения в СИ является вольт( В).. единицей силы тока в СИ является ампер( А).

Чему равен 1 ампер?

1 ампер – это такая сила тока, когда за каждую секунду через поперечник проводника проходит количество электричества, равное 1 кулону (6,241·10¹⁸ электронов).

В чем измеряется сила тока и сопротивление?

Единица измерения силы тока – ампер (А), одна из 7 единиц СИ (кг, м, с, А, К, моль, Кд). Единица измерения напряжения – вольт (В) – такое напряжение (разность потенциалов), при котором электрическое поле совершает работу в 1 Дж при перемещении заряда в 1 Кл.

Что является единицей электрического сопротивления в Международной системе единиц СИ )? Напиши название в единственном числе с маленькой буквы?

Размерность электрического сопротивления в Международной системе величин: dim R = L2MT −3I −2. В Международной системе единиц (СИ), основанной на Международной системе величин, единицей сопротивления является ом (русское обозначение: Ом; международное: Ω).

Что такое сопротивление сила тока напряжение?

Электрическое сопротивление определяет силу тока, текущего по цепи при заданном напряжении. Под Электрическим сопротивлением R понимают отношение напряжения на концах проводника к силе тока, текущего по проводнику.

Что является причиной возникновения сопротивления в проводнике?

Поэтому чем больше сопротивление, тем меньше сила тока, протекающего в проводнике. Причиной электрического сопротивления является тепловое движение образующих материал атомов или молекул. Частицы колеблются около своих мест и мешают перемещению электронов.

Что является единицей измерения напряжения?

Единицей измерения напряжения в СИ является вольт (русское обозначение: В; международное: V).

Какое напряжение используется в осветительной сети?

В осветительной сети используют напряжение двух значений: 127 В и 220 В.

Как найти ток формула?

Гласит он следующим образом: I = U/R. I — сила тока. Измеряется в амперах. U — напряжение.

Как вычислить ток?

Ампераж является значением электротока, которое выражена в амперах. Рассчитать ампераж можно так: I=P/U.

Как найти ток?

Через мощность и напряжение В паспорте электроприбора обычно указывается его номинальная мощность и параметры электрической сети, для работы с которой он предназначен. Имея в распоряжении эти данные, можно вычислить силу тока по формуле: I = P/U. Данное выражение вытекает из формулы для расчета мощности: P = IU.

Как найти U в цепи?

Ток в амперах можно всегда определить, если разделить напряжение в вольтах на сопротивление в омах. Поэтому закон Ома для участка цепи записывается следующей формулой: I = U/R. Любой участок или элемент электрической цепи можно охарактеризовать при помощи трёх характеристик: тока, напряжения и сопротивления.

Разница между током и напряжением

Ключевая разница: Ток — это поток электронов, которые проходят через два напряжения в разных точках. Напряжение – это электрический потенциал между двумя разными точками.

Сила тока и напряжение являются важными понятиями, когда речь идет об электричестве. Хотя эти два понятия связаны друг с другом и помогают понять, как работает электричество, это два разных понятия. Напряжение может существовать без тока; однако для существования тока требуется напряжение. Вместе напряжение и ток являются частью закона Ома, который обеспечивает основу электричества.

Ток или электрический ток — это поток электронов, которые проходят через два напряжения в разных точках. Электроны должны пройти через электрический проводник, чтобы произвести заряд. В цепи заряд переносится электронами, которые проходят через провод или проводник. Он также может переноситься ионами в электролите или как ионами, так и электронами. Электрические токи также могут вызывать такие эффекты, как нагревание и магнитные поля. Закон Ома гласит, что «ток через проводник между двумя точками прямо пропорционален разности потенциалов между двумя точками». Символ тока — «I», который происходит от французской фразы «intensité de courant», что означает «сила тока». Ток измеряется в амперах, названных в честь физика и математика Андре-Мари Ампера. Токи измеряются с помощью амперметра.

Существует два типа тока: постоянный ток (DC) и переменный ток (AC). Постоянный ток — это когда электроны текут в одном постоянном направлении, например, ток, создаваемый батареями, солнечными элементами и т. д. Переменный ток — это когда направление электронов постоянно меняется и периодически меняется на противоположное. Этот метод используется энергокомпаниями при подаче электроэнергии населению. Статическое электричество также является формой электричества, которое измеряется в вольтах.

Напряжение — это электрический потенциал между двумя разными точками. Его также можно использовать для обозначения разности электрической потенциальной энергии единичного пробного заряда, транспортируемого между двумя точками. Напряжение может представлять собой источник энергии, а также потерянную, использованную или сохраненную энергию. Напряжение — это давление, при котором электроны движутся по цепи. Два пути требуют напряжения, чтобы по ним проходил ток. Напряжение — это также общая энергия, необходимая для перемещения небольшого электрического заряда между двумя точками. Напряжение определяется таким образом, что отрицательно заряженные объекты притягиваются к более высоким напряжениям, а положительно заряженные — к более низким напряжениям. Вольты измеряются с помощью вольтметра.

Давайте упростим эти две концепции, используя в качестве аналогии воду. Представьте, что у вас есть два резервуара с водой и труба, соединяющая два резервуара с водой. Теперь бак, в котором больше воды, автоматически перетекает в бак, в котором воды меньше. Скорость, с которой течет вода, аналогична потоку электронов, вызывающему ток. Если бы труба, соединяющая два резервуара, была бы меньше, это привело бы к большему сопротивлению и меньшему потоку воды; однако, если бы труба была шире, сопротивление было бы меньше, и из одного резервуара в другой перетекало бы больше воды. Вот как на самом деле работает электричество. Резервуары и давление воздуха, толкающее воду из одного резервуара в другой, представляют собой напряжение, а вода, похожая на электроны, создает ток. Наконец, труба напоминает проводник, по которому электроны перемещаются от одного напряжения к другому. Математическое уравнение, полученное для представления этой зависимости, выглядит следующим образом: I = V/R, где I — ток, V — разность потенциалов между двумя точками, а R — сопротивление, измеряемое в омах. По закону Ома отношение R всегда постоянно и не зависит от тока.

По мнению экспертов, при поражении электрическим током человека убивает не высокое напряжение, а количество тока, протекающего через сердце. Так, если напряжение высокое, а ток низкий, то больше шансов, что человек выживет, а наоборот быстрее убьет человека. Это одна из причин, почему считается, что статическое электричество нас не убивает. Статическое электричество измеряется при высоких напряжениях, но оно не вызывает достаточно сильного тока.

Подробное сравнение тока и напряжения на Diffen.com:

	Текущий	Напряжение
Определение	Ток — это скорость, с которой электрический заряд проходит через точку цепи. Другими словами, ток — это скорость протекания электрического заряда.	Напряжение, также называемое электродвижущей силой, представляет собой разность зарядов потенциалов между двумя точками в электрическом поле. Другими словами, напряжение — это «энергия на единицу заряда».
Символ	я	В
Блок	А или ампер или ампер	В или вольт или напряжение
Единица СИ	1 ампер = 1 кулон в секунду.	1 вольт = 1 джоуль/кулон.
Измерительный прибор	Амперметр	Вольтметр
Отношения	Ток является следствием (напряжение является причиной). Ток не может течь без напряжения.	Напряжение является причиной, а ток — следствием. Напряжение может существовать без тока.
Поле создано	Магнитное поле	Электростатическое поле
Последовательное соединение	Ток одинаков для всех компонентов, соединенных последовательно.	Напряжение распределяется между последовательно соединенными компонентами.
При параллельном соединении	Ток распределяется по компонентам, подключенным параллельно.	Напряжения одинаковы для всех компонентов, соединенных параллельно.

Разница между напряжением и током в табличной форме

Электричество и магнетизм Электроника

Основное различие между напряжением и током заключается в том, что это скорость потока зарядов.

Что такое напряжение в электричестве?

«Напряжение — это количество энергии на один заряд, доступное для перемещения электронов из одной точки в другую в электрической цепи». Это движущая сила в электрических цепях, которая создает ток. Как вы видели, между положительным и отрицательным зарядами существует сила притяжения. Необходимо приложить определенное количество энергии в виде работы, чтобы преодолеть силу и переместить заряды на заданное расстояние друг от друга. Все противоположные заряды обладают определенной потенциальной энергией из-за расстояния между ними. Разница потенциальной энергии на один заряд называется разностью потенциалов или напряжением.

Рассмотрим резервуар для воды, который поддерживается на высоте нескольких футов над землей. Необходимо затратить определенное количество энергии в виде работы, чтобы накачать воду до наполнения резервуара. Как только вода накапливается в резервуаре, она обладает определенной потенциальной энергией, которая, если ее высвободить, может быть использована для выполнения работы. Например, можно позволить воде падать по желобу, чтобы вращать водяное колесо. Разница в потенциальной энергии на заряд в электрических терминах называется напряжением, обозначается буквой V и определяется как энергия работы W на единицу заряда (Q).

V=W/Q

Где W выражается в джоулях (Дж), а Q — в кулонах (C).

Единица напряжения:

Единица напряжения — вольт. Он представлен буквой V. «Один вольт — это разность потенциалов (напряжение) между двумя точками, когда джоуль энергии используется для перемещения одного кулона заряда из точки в другую.

sources :

Источник напряжения – это источник электрической потенциальной энергии, представляющей собой электродвижущую силу, более известную как напряжение.

• Батарея:

Батарея представляет собой тип источника напряжения, который преобразует химическую энергию в электрическую. Батарея состоит из одного или нескольких гальванических элементов, которые электрически соединены. Ячейка состоит из четырех основных компонентов:

• положительный электрод
• отрицательный электрод
• электролит
• пористый сепаратор

положительный электрод как дефицит электронов из-за химических реакций, отрицательный электрод как избыток электронов благодаря химическим реакциям электролит обеспечивает механизм потока заряда между положительным и отрицательным электродами, а сепаратор электрически изолирует положительный и отрицательный электроды. Принципиальная схема батареи показана на рис. батареи.

Батареи делятся на два основных класса:

1. Первичные батареи
2. Вторичные батареи

Первичные батареи используются один раз и выбрасываются, поскольку их химические реакции необратимы. Аккумуляторы можно многократно перезаряжать и использовать повторно, поскольку они характеризуются обратимыми химическими реакциями.

Что такое ток?

«Ток — это скорость потока зарядов через любую площадь поперечного сечения». Он возникает из-за потока либо положительного заряда, либо отрицательного заряда, либо обоих зарядов одновременно. Его формула имеет вид: Если заряд Q проходит через площадь за время t, то ток I будет:

I=Q/t

Единица силы тока

Единица силы тока в системе СИ — ампер (А). «Если заряд в один кулон проходит через площадь поперечного сечения за одну секунду, то ток равен одному амперу».
Электрический ток возникает в результате движения электрического заряда. Движение электрического заряда, вызывающее электрический ток, обусловлено потоком носителей заряда. В случае металлических проводников носителями заряда являются электроны. При электролизе ток создается за счет потока как положительных, так и отрицательных зарядов.
В электролите положительные ионы притягиваются к катоду, а отрицательные – к аноду. Это движение ионов внутри электролита представляет собой электрический ток во внутренней цепи. рис электролиза.
См. также: Формула закона Ома

Направление тока

Первые ученые рассматривали электрический ток как поток положительного заряда от положительного к отрицательному выводу батареи через внешнюю цепь. Позже было обнаружено, что ток в металлических проводниках на самом деле возникает из-за потока носителей отрицательного заряда, называемых электронами, движущихся в противоположном направлении, то есть от отрицательного к положительному выводу батареи, но принято брать направление ток как направление, в котором течет положительный заряд.
Этот ток называется обычным током. Причина в том, что экспериментально установлено, что положительный заряд, движущийся в одном направлении, по всем внешним воздействиям эквивалентен отрицательному заряду, движущемуся в противоположном направлении. Поскольку ток измеряется его внешними эффектами, поэтому ток, вызванный движением отрицательного заряда, после изменения направления его течения может быть заменен эквивалентным током, обусловленным потоком положительного заряда.
Таким образом: Обычный ток в цепи определяется как ток, который проходит от точки с более высоким потенциалом к ​​точке с более низким потенциалом, как если бы он представлял собой движение положительных зарядов…»

  При анализе электрической цепи мы используем направление тока в соответствии с вышеупомянутым условным током. Если мы хотим сослаться на движение электронов, мы используем термин электронный ток.

Ток через металлический проводник:

В металле валентные электроны не связаны с отдельными атомами, а могут свободно перемещаться внутри тела. Эти электроны известны как свободные электроны. Свободные электроны находятся в хаотическом движении точно так же, как молекулы газа в сосуде, и они действуют как носители заряда в металлах.
Скорость беспорядочно движущихся электронов зависит от температуры. Если мы рассмотрим любой отрезок металлической проволоки, то скорость, с которой электроны проходят через нее справа налево, будет такой же, как и скорость, с которой они проходят слева направо. рис.. в результате ток по проводу равен нулю.
Если концы провода подключить к батарее, электрическое поле E будет создано в каждой точке внутри провода. Свободные электроны теперь будут испытывать силу в направлении, противоположном E. В результате действия этой силы свободные электроны приобретают движение в направлении -E . Можно отметить, что сила, испытываемая свободными электронами, не производит результирующего ускорения, потому что электроны продолжают сталкиваться с атомами проводника.
Общий эффект этих столкновений заключается в передаче энергии ускоряющихся электронов решетке, в результате чего электроны приобретают равномерную скорость, называемую скоростью дрейфа в направлении – E. Скорость дрейфа порядка 10-3 м/с, тогда как скорость свободных электронов при комнатной температуре за счет их теплового движения составляет несколько сотен километров в секунду.
Таким образом, когда в проводнике создается электрическое поле, свободные электроны изменяют хаотическое движение таким образом, что они медленно дрейфуют в направлении, противоположном полю.
Другими словами, электроны, помимо своего бурного теплового движения, приобретают постоянную дрейфовую скорость, благодаря чему происходит суммарное направленное движение зарядов по проводу и по нему начинает течь ток. В проводе устанавливается постоянный ток, когда на нем поддерживается постоянная разность потенциалов, создающая необходимое электрическое поле E по проводу.

Related topics:

• Ohm’s law formula
• Types of charges
• Coulomb’s law formula
• Gauss’s law applications
• Difference between conductors and insulators

Related Articles

Check Also

Close

Разница между током и напряжением

Ключевая разница – ток и напряжение

В электрическом поле на электрические заряды воздействует действующая на них сила; таким образом, заряженная частица должна совершить работу, чтобы переместиться из одной точки электрического поля в другую точку. Эта работа определяется как разность электрических потенциалов между этими двумя точками. Разность электрических потенциалов также называется напряжением между двумя точками. Движение или поток электрических зарядов под действием разности потенциалов называется электрическим током. Ключевое различие между током и напряжением заключается в том, что ток всегда связан с движением электрических зарядов в электрическом поле, тогда как напряжение не связано с потоком зарядов. Напряжение возникает только из-за наличия несбалансированного заряда.

СОДЕРЖАНИЕ
1. Обзор и основные отличия
2. Что такое напряжение
3. Что такое ток
4. Наглядное сравнение – ток и напряжение
5. Резюме

Что такое напряжение?

Поскольку в атоме одинаковое количество протонов и электронов, вся стабильная материя во Вселенной электрически сбалансирована. Однако положительно или отрицательно заряженные частицы могут иметь больше или меньше электронов, чем протоны, из-за внешних физических и химических воздействий. При скоплении одинаковых зарядов возникает электрическое поле, придающее каждой точке вокруг себя электрический потенциал или напряжение. Напряжение можно рассматривать как наиболее фундаментальное свойство электричества. Измеряется в вольтах (В) с помощью вольтметра.

Электрический потенциал в точке всегда рассматривается как разница между двумя точками, или в конкретной точке напряжение рассматривается относительно бесконечности, где потенциал равен нулю. С точки зрения электрической цепи земля рассматривается как точка с нулевым потенциалом; следовательно, напряжение в каждой точке цепи измеряется относительно земли (или земли).

Напряжение может возникать в результате многих естественных или вынужденных явлений. Молния является примером напряжения, вызванного естественным явлением; сотни миллионов напряжения возникают в облаке из-за трения. В очень малых масштабах батарея вырабатывает напряжение в результате химической реакции, накапливая заряженные ионы на положительных (анод) и отрицательных (катод) клеммах. Фотогальванические элементы, входящие в состав солнечных панелей, генерируют напряжение в результате высвобождения электронов из полупроводникового материала, поглощающего солнечный свет. Аналогичный эффект можно увидеть в фотодиодах, используемых в камерах для определения уровня окружающего освещения.

Что такое ток?

Течение – это поток чего-либо, например, морской воды или атмосферного воздуха. В электрическом контексте поток электрических зарядов, чаще всего поток электронов через проводник, известен как электрический ток. Сила тока измеряется в амперах (А) с помощью амперметра. Ампер определяется как кулон в секунду и пропорционален разности напряжений между двумя точками, где протекает ток.

Рисунок 01: Простая электрическая цепь

Как показано на рисунке 01, когда ток проходит через чистое сопротивление R, отношение напряжения к току равно R. Это вводится в Закон Ома , который задается как:

В = I x R

Если напряжение dV изменяется на катушке, также известной как катушка индуктивности, ток dI через катушку изменяется в соответствии с: L — индуктивность катушки. Это происходит потому, что катушка устойчива к изменению напряжения на ней и создает противонапряжение.

В случае конденсатора изменение тока через него dI выглядит следующим образом:

dI = C (dV/dt)

Здесь C — емкость. Это связано с разрядкой и зарядкой конденсатора в зависимости от изменения напряжения.

Рисунок 02: Правило правой руки Флеминга

Когда проводник движется поперек магнитного поля, в проводнике возникает ток, а затем и напряжение в соответствии с правилом правой руки Флеминга.

Это основа электрического генератора, в котором ряд проводников быстро вращается в магнитном поле. Как объяснялось в предыдущем разделе, накопление зарядов создает напряжение в батарее. Когда провод соединяет две клеммы, по проводу начинает течь ток, то есть электроны в проводе движутся из-за разницы напряжений между клеммами. Чем больше сопротивление провода, тем больше ток и тем быстрее разряжается батарея. Точно так же нагрузка с более высоким энергопотреблением потребляет более высокий ток от источника питания. Например, для лампы мощностью 100 Вт, подключенной к источнику питания 230 В, потребляемый ею ток можно рассчитать как:

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

Здесь, когда мощность выше, потребляемый ток будет большим.

В чем разница между напряжением и током?

Зависимость напряжения от тока
Напряжение определяется как разность электрической потенциальной энергии между двумя точками в электрическом поле.	Ток определяется как движение электрических зарядов под действием разности потенциалов в электрическом поле.
Возникновение
Выходы напряжения из-за наличия электрических зарядов.	Ток создается движением зарядов. Нет тока со статическими электрическими зарядами.
Зависимость
Напряжение может существовать без создания тока; например, в батареях.	Ток всегда зависит от напряжения, так как без разности потенциалов невозможен поток заряда.
Измерение
Напряжение измеряется в вольтах. Она всегда измеряется относительно другой точки, по крайней мере нейтральной земли. Таким образом, измерение напряжения упрощается, так как цепь для размещения измерительных клемм не разрывается.	Ток измеряется в амперах и измеряется в проводнике. Измерение тока более сложно, так как проводник должен быть разорван, чтобы разместить измерительные клеммы, или должны использоваться сложные клещевые амперметры.

Резюме – Напряжение в зависимости от тока

В электрическом поле разность потенциалов между любыми двумя точками называется разностью потенциалов. Для генерации тока всегда должна быть разность напряжений. В источнике напряжения, таком как фотоэлемент или батарея, напряжение возникает из-за накопления зарядов на клеммах.