Forskellen mellem strøm og spænding

Nøgleforskel - Nuværende vs spænding

I et elektrisk felt påvirkes elektriske ladninger af en kraft, der virker på dem; der skal således arbejdes på en ladet partikel for at bevæge sig fra et punkt i et elektrisk felt til et andet punkt. Dette arbejde defineres som den elektriske potentialeforskel mellem disse to punkter. Elektrisk potentialeforskel kaldes også som spænding mellem to punkter. En bevægelse eller en strøm af elektriske ladninger under virkningen af ​​potentialforskellen er kendt som en elektrisk strøm. Den vigtigste forskel mellem strøm og spænding er den en strøm involverer altid en bevægelse af elektriske ladninger under et elektrisk felt, mens spænding ikke involverer en strøm af ladninger. En spænding opstår kun på grund af eksistensen af ​​en ubalanceret ladning.

INDHOLD
1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er spænding
3. Hvad er aktuelt
4. Sammenligning side ved side - Nuværende vs spænding
5. Resume

Hvad er spænding?

Da et atom har det samme antal protoner og elektroner, er al stabil stof i universet elektrisk afbalanceret. Imidlertid kan positive eller negativt ladede partikler have flere eller færre elektroner end protoner på grund af eksterne fysiske og kemiske virkninger. Under en samling af lignende ladninger opstår der et elektrisk felt, der giver elektrisk potentiale eller en spænding til hvert punkt omkring det. Spænding kan behandles som den mest grundlæggende egenskab i elektricitet. Det måles i volt (V) ved hjælp af et voltmeter.

Det elektriske potentiale på et punkt betragtes altid som en forskel mellem to punkter, eller på et bestemt punkt betragtes spænding med hensyn til uendeligheden, hvor potentialet er nul. I synspunktet på det elektriske kredsløb betragtes jorden som et nulpotentialepunkt; følgelig måles spændingen på hvert punkt på kredsløbet med hensyn til jorden (eller jorden).

En spænding kan produceres som et resultat af mange naturlige eller tvungne fænomener. Lyn er et eksempel på spænding på grund af naturlig forekomst; hundreder af millioner af en spænding forekommer i en sky på grund af friktion. I en meget lille skala producerer et batteri en spænding ved en kemisk reaktion, der akkumulerer ladede ioner i de positive (Anode) og de negative (Cathode) terminaler. Fotovoltaiske celler inkluderet i solcellepaneler genererer en spænding som et resultat af elektronfrigivelse fra halvledermaterialet, der absorberer sollyset. En lignende effekt kan ses i fotodioder, der bruges i kameraer til at detektere det omgivende lysniveau.

Hvad er en strøm?

En strøm er en strøm af noget, såsom havvand eller atmosfærisk luft. I en elektrisk sammenhæng er en strøm af elektriske ladninger, oftest en strøm af elektroner gennem en leder, kendt som en elektrisk strøm. Strømmen måles i ampere (A) med et ampermeter. Ampere er defineret som coulombs per sekund og er proportional med spændingsforskellen mellem to punkter, hvor strømmen flyder.

Figur 01: En simpel elektrisk kredsløb

Som vist i figur 01, når strømmen passerer gennem en ren modstand R, er forholdet mellem spænding og strøm lig med R. Dette indføres i Ohms lov som er givet som:

V = I x R

Hvis spændingen dV skifter på tværs af en spole, også kendt som en induktor, en strøm dI gennem spolen ændres i henhold til:

dI = 1 / LddV dt

Her er L induktansen af ​​spolen. Dette sker, da spolen er modstandsdygtig over for spændingsændringen over den og producerer en modspænding.

I tilfælde af en kondensator, ændringen af ​​strømmen på tværs af det dI er som følgende:

di = C (dV / dt)

Her er C kapacitansen. Dette skyldes udladning og opladning af kondensatoren i henhold til spændingsvariationen.

Figur 02: Flemings højre håndregel

Når en leder bevæger sig over et magnetfelt, produceres en strøm og efterfølgende en spænding over lederen i henhold til Flemings højre håndregel.

Dette er grundlaget for den elektriske generator, hvor en serie af ledere hurtigt roterer over et magnetfelt. Som forklaret i det foregående afsnit frembringer akkumulering af ladninger en spænding i et batteri. Når en ledning forbinder de to klemmer, begynder en strøm at strømme langs ledningen, det vil sige elektroner i ledningen bevæger sig på grund af spændingsforskellen mellem klemmerne. Større modstand på wiren, jo større er strømmen, og jo hurtigere tømmes batteriet. Tilsvarende trækker en højere strømforbrugende belastning en højere strøm fra forsyningen. For eksempel kan en 100W lampe tilsluttet en 230V forsyning, den strøm, den trækker, beregnes som:

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

Når strømmen her er højere, vil den forbrugende strøm være høj.

Hvad er forskellen mellem spænding og strøm?

Spænding vs strøm
Spænding er defineret som den elektriske potentialenergiforskel mellem to punkter i et elektrisk felt.	Strøm defineres som bevægelsen af ​​elektriske ladninger under en potentiel energiforskel i et elektrisk felt.
Hændelse
Spændingsudgange på grund af eksistensen af ​​elektriske ladninger.	Strøm produceres med en bevægelse af ladninger. Der er ingen strøm med statiske elektriske ladninger.
Afhængighed
Spænding kan eksistere uden at producere en strøm; for eksempel i batterier.	Strøm afhænger altid af spændingen, da en ladningsstrøm ikke kan forekomme uden en potentiel forskel.
Måling
Spænding måles i volt. Det måles altid med hensyn til et andet punkt, i det mindste den neutrale jord. Derfor er måling af spænding let, da et kredsløb ikke er brudt for at placere måleklemmerne.	Strøm måles i Amperes og måles på tværs af en leder. Målestrøm er vanskeligere, da lederen skal brydes for at placere måleklemmerne, eller sofistikerede klemametre skal bruges.

Resume - Spænding vs strøm

I et elektrisk felt kaldes potentialeforskellen mellem to punkter som spændingsforskel. Der skal altid være en spændingsforskel for at generere en strøm. I en spændingskilde som en fotocelle eller et batteri opstår der en spænding på grund af akkumulering af ladninger ved terminalerne. Hvis disse klemmer er forbundet med en ledning, begynder en strøm at strømme på grund af spændingsforskellen mellem klemmerne. I henhold til Ohms lov ændres strømmen i en leder proportionalt med spændingen. Selvom strøm og spænding er forbundet med hinanden af ​​modstanden, kan strøm ikke eksistere uden en spænding. Dette er forskellen mellem strøm og spænding.

Reference:
1. Lyn. (2017, 26. maj). Hentet 29. maj 2017 fra https://en.wikipedia.org/wiki/Lightning
2. Fotovoltaisk virkning. (2017, 23. marts). Hentet 29. maj 2017 fra https://da.wikipedia.org/wiki/Photovoltaic_effect
3. Automation Store. (N.d.). Hentet 29. maj 2017 fra https://www.theautomationstore.com/using-a-multimeter-voltmeter-ammeter-and-an-ohmmeter
4. Flemings højre håndregel. (2017, 14. februar). Hentet 29. maj 2017 fra https://en.wikipedia.org/wiki/Fleming%27s_right-hand_rule

Billede høflighed:
1. “OhmsLaw” Af Waveguide2 (tale) (Overført afNk / Oprindeligt uploadet af Waveguide2) - (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. “RightHandOutline” Af Douglas Morrison DougM - en.wiki (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia