Galvenā atšķirība - strāva pret spriegumu
Elektriskajā laukā elektriskos lādiņus ietekmē spēks, kas uz tiem iedarbojas; līdz ar to ir jāstrādā pie lādētas daļiņas, lai pārietu no viena punkta elektriskajā laukā uz citu. Šis darbs ir definēts kā elektriskā potenciāla starpība starp šiem diviem punktiem. Elektriskā potenciāla starpību sauc arī par Spriegumu starp diviem punktiem. Elektrisko lādiņu kustība vai plūsma potenciālās starpības ietekmē ir pazīstama kā elektriskā strāva. Galvenā atšķirība starp strāvu un spriegumu ir tāda, ka strāva vienmēr ietver elektrisko lādiņu kustību zem elektriskā lauka, turpretī spriegums neietver lādiņu plūsmu. Spriegums rodas tikai nesabalansēta lādiņa esamības dēļ.
SATURS
1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir spriegums
3. Kas ir strāva
4. Blakus salīdzinājums - strāva pret spriegumu
5. Kopsavilkums
Kas ir spriegums?
Tā kā atomam ir vienāds protonu un elektronu skaits, visa stabilā viela Visumā ir elektriski līdzsvarota. Tomēr pozitīvu vai negatīvu lādiņu daļiņām var būt vairāk vai mazāk elektronu nekā protoniem ārēju fizikālu un ķīmisku efektu dēļ. Līdzīgu lādiņu apkopošanas rezultātā rodas elektriskais lauks, kas katram punktam ap to dod elektrisko potenciālu vai spriegumu. Spriegumu var uzskatīt par vissvarīgāko elektrības īpašību. To mēra voltos (V), izmantojot voltmetru.
Elektriskais potenciāls punktā vienmēr tiek uzskatīts par starpību starp diviem punktiem vai arī noteiktā punktā spriegums tiek uzskatīts par atbilstošu bezgalībai, kur potenciāls ir nulle. No elektriskās ķēdes viedokļa zeme tiek uzskatīta par nulles potenciālu; līdz ar to spriegumu katrā ķēdes punktā mēra attiecībā pret zemi (vai zemi).
Spriegums var rasties daudzu dabas vai piespiedu parādību rezultātā. Zibens ir sprieguma piemērs dabiskas parādības dēļ; simtiem miljonu sprieguma mākoņā rodas berzes dēļ. Ļoti mazā mērogā akumulators ķīmiskās reakcijas rezultātā rada spriegumu, uzkrājot uzlādētos jonus pozitīvajos (anoda) un negatīvajos (katoda) spailēs. Saules paneļos iekļautās fotoelementu šūnas rada spriegumu, elektronu atbrīvojoties no pusvadītāja materiāla, kas absorbē saules gaismu. Līdzīgu efektu var novērot fotodiodēs, kuras kamerās izmanto, lai noteiktu apkārtējās gaismas līmeni.
Kas ir strāva?
Strāva ir kaut kas, piemēram, jūras ūdens vai atmosfēras gaisa plūsma. Elektriskā kontekstā elektrisko lādiņu plūsma, visbiežāk elektronu plūsma caur vadītāju, ir pazīstama kā elektriskā strāva. Strāvu mēra ampēros (A) ar ampermetru. Ampērs ir definēts kā kulons sekundē un ir proporcionāls sprieguma starpībai starp diviem punktiem, kur strāva plūst.
01. attēls: vienkārša elektriskā ķēde
Kā parādīts 01. attēlā, kad strāva iet caur tīru pretestību R, sprieguma un strāvas attiecība ir vienāda ar R. Tas ir ieviests Ohma likumā, kas norādīts kā:
V = I x R
Ja spolē dV mainās spole, kas pazīstama arī kā induktors, strāva dI caur spoli mainās saskaņā ar:
dI = 1 / L∫dV dt
L ir spoles induktivitāte. Tas notiek, jo spole ir izturīga pret sprieguma izmaiņām tajā un rada pretpriegumu.
Kondensatora gadījumā strāvas maiņa tajā dI ir šāda:
dI = C (dV / dt)
Šeit C ir kapacitāte. Tas ir saistīts ar kondensatora izlādi un uzlādi atbilstoši sprieguma izmaiņām.
02. attēls: Fleminga labās rokas likums
Kad vadītājs pārvietojas pa magnētisko lauku, strāvu un pēc tam spriegumu rada virs vadītāja saskaņā ar Fleminga labās rokas likumu.
Tas ir elektriskā ģeneratora pamats, kurā virkne vadītāju ātri rotē pa magnētisko lauku. Kā paskaidrots iepriekšējā sadaļā, lādiņu uzkrāšanās rada spriegumu akumulatorā. Kad vads savieno abus spailes, pa vadu sāk plūst strāva, tas ir, elektroni vadā pārvietojas sprieguma starpības starp spailēm dēļ. Jo lielāka ir stieples pretestība, jo lielāka ir strāva un jo ātrāk akumulators iztukšojas. Līdzīgi lielāka enerģijas patēriņa slodze no barošanas avota uzņem lielāku strāvu. Piemēram, 100 W lampu, kas savienota ar 230 V barošanas avotu, strāvu, ko tā piesaista, var aprēķināt šādi:
P = V × I
I = 100W ÷ 230 V
I = 0,434 A
Šeit, kad jauda ir lielāka, patērējošā strāva būs liela.
Kāda ir atšķirība starp spriegumu un strāvu?
Atšķirīgs raksts vidū pirms tabulas
Spriegums pret strāvu |
|
| Spriegumu definē kā elektriskā potenciāla enerģijas starpību starp diviem elektriskā lauka punktiem. | Strāvu definē kā elektrisko lādiņu kustību zem potenciālās enerģijas starpības elektriskajā laukā. |
| Notikums | |
| Spriegums iziet elektrisko lādiņu dēļ. | Strāvu ražo ar lādiņu kustību. Ar statisko elektrisko lādiņu nav strāvas. |
| Atkarība | |
| Spriegums var pastāvēt, neradot strāvu; piemēram, baterijās. | Strāva vienmēr ir atkarīga no sprieguma, jo lādiņa plūsma nevar notikt bez potenciālu starpības. |
| Mērīšana | |
| Spriegumu mēra voltos. To vienmēr mēra attiecībā pret citu punktu, vismaz neitrālo zemi. Tāpēc sprieguma mērīšana ir vienkārša, jo ķēde nav sadalīta, lai novietotu mērīšanas spailes. | Strāvu mēra ampēros un mēra visā vadītājā. Strāvas mērīšana ir sarežģītāka, jo, lai novietotu mērīšanas spailes, ir jāpārrauj vadītājs vai jāizmanto sarežģīti stiprinājuma ampēri. |
Kopsavilkums - spriegums pret strāvu
Elektriskajā laukā potenciālo starpību starp jebkuriem diviem punktiem sauc par sprieguma starpību. Strāvas ģenerēšanai vienmēr jābūt sprieguma starpībai. Sprieguma avotā, piemēram, fotoelementā vai akumulatorā, spriegums rodas lādiņu uzkrāšanās dēļ spailēs. Ja šie spailes ir savienotas ar vadu, sprieguma starpības starp spailēm dēļ sāk plūst strāva. Saskaņā ar Ohma likumu strāva vadītājā proporcionāli mainās līdz ar spriegumu. Lai gan strāva un spriegums ir savstarpēji saistīti ar pretestību, strāva nevar pastāvēt bez sprieguma. Šī ir atšķirība starp strāvu un spriegumu.
