Diferența cheie - curent vs tensiune
Într-un câmp electric, sarcinile electrice sunt afectate de o forță care acționează asupra lor; astfel, trebuie să se lucreze la o particulă încărcată pentru a se deplasa dintr-un punct al unui câmp electric în alt punct. Această lucrare este definită ca diferența de potențial electric între aceste două puncte. Diferența de potențial electric este, de asemenea, numită tensiune între două puncte. O mișcare sau un flux de sarcini electrice sub efectul diferenței de potențial este cunoscut sub numele de curent electric. Diferența cheie între curent și tensiune este că un curent implică întotdeauna o mișcare a sarcinilor electrice sub un câmp electric, în timp ce tensiunea nu implică un flux de sarcini. O tensiune apare numai datorită existenței unei sarcini dezechilibrate.
CUPRINS
1. Prezentare generală și diferența cheie
2. Ce este tensiunea
3. Ce este curentul
4. Comparație cot la cot - Curent vs tensiune
5. Rezumat
Ce este tensiunea?
Deoarece un atom are același număr de protoni și electroni, toată materia stabilă din univers este echilibrată electric. Cu toate acestea, particulele încărcate pozitiv sau negativ pot avea mai mult sau mai puțini electroni decât protoni datorită efectelor fizice și chimice externe. Sub o adunare de sarcini similare, apare un câmp electric care dă potențial electric sau tensiune în fiecare punct din jurul său. Tensiunea poate fi tratată ca fiind cea mai fundamentală proprietate a energiei electrice. Se măsoară în volți (V) folosind un voltmetru.
Potențialul electric într-un punct este întotdeauna considerat ca o diferență între două puncte sau, într-un anumit punct, tensiunea este privită cu respectivitate la infinit unde potențialul este zero. În punctul de vedere al circuitului electric, pământul este considerat un punct cu potențial zero; prin urmare, tensiunea în fiecare punct al circuitului este măsurată în raport cu pământul (sau masa).
O tensiune poate fi produsă ca urmare a multor fenomene naturale sau forțate. Fulgerul este un exemplu de tensiune datorată apariției naturale; sute de milioane de tensiuni apar într-un nor din cauza fricțiunii. La o scară foarte mică, o baterie produce o tensiune printr-o reacție chimică, acumulând ioni încărcați în terminalele pozitive (anodice) și negative (catodice). Celulele fotovoltaice incluse în panourile solare generează o tensiune ca urmare a eliberării electronilor din materialul semiconductor care absoarbe lumina soarelui. Un efect similar poate fi observat în fotodiodele utilizate în camere pentru a detecta nivelul de lumină ambientală.
Ce este un curent?
Un curent este un flux de ceva, cum ar fi apa mării sau aerul atmosferic. În context electric, un flux de sarcini electrice, cel mai frecvent un flux de electroni printr-un conductor, este cunoscut sub numele de curent electric. Curentul este măsurat în amperi (A) cu un ampermetru. Amperul este definit ca coulomb pe secundă și este proporțional cu diferența de tensiune dintre două puncte în care curge curentul.
Figura 01: Un circuit electric simplu
Așa cum se arată în figura 01, când curentul trece printr-o rezistență pură R, raportul dintre tensiune și curent este egal cu R. Acest lucru este introdus în legea lui Ohm care este dată ca:
V = I x R
Dacă tensiunea dV se schimbă pe o bobină, cunoscută și sub numele de inductor, un curent dI prin bobină se modifică în funcție de:
dI = 1 / L∫dV dt
Aici, L este inductanța bobinei. Acest lucru se întâmplă deoarece bobina este rezistentă la schimbarea tensiunii în ea și produce o contra-tensiune.
În cazul unui condensator, schimbarea curentului pe dI este după cum urmează:
dI = C (dV / dt)
Aici, C este capacitatea. Acest lucru se datorează descărcării și încărcării condensatorului în funcție de variația tensiunii.
Figura 02: Regula Fleming de dreapta
Când un conductor se deplasează pe un câmp magnetic, un curent și, ulterior, o tensiune sunt produse pe conductor, conform regulii Fleming din dreapta.
Aceasta este baza generatorului electric în care o serie de conductori se rotește rapid pe un câmp magnetic. Așa cum s-a explicat în secțiunea anterioară, acumularea de încărcări face ca tensiunea într-o baterie. Când un fir conectează cele două terminale, un curent începe să curgă de-a lungul firului, adică electronii din fir se mișcă din cauza diferenței de tensiune dintre terminale. Cu cât rezistența firului este mai mare, cu atât curentul este mai mare și bateria se scurge mai repede. În mod similar, o sarcină mai mare consumatoare de energie atrage un curent mai mare din sursă. De exemplu, o lampă de 100W conectată la o sursă de alimentare de 230V, curentul pe care îl extrage poate fi calculat ca:
P = V × I
I = 100W ÷ 230 V
I = 0,434 A
Aici, când puterea este mai mare, consumul de curent va fi mare.
Care este diferența dintre tensiune și curent?
Difuzarea articolului din mijloc înainte de tabel
Tensiune vs curent |
|
| Tensiunea este definită ca diferența de energie electrică potențială dintre două puncte dintr-un câmp electric. | Curentul este definit ca mișcarea sarcinilor electrice sub o diferență de energie potențială într-un câmp electric. |
| Apariție | |
| Tensiunea iese din cauza existenței unor sarcini electrice. | Curentul este produs cu o mișcare a sarcinilor. Nu există curent cu sarcini electrice statice. |
| Dependenţă | |
| Tensiunea poate exista fără a produce un curent; de exemplu, în baterii. | Curentul depinde întotdeauna de tensiune, deoarece un flux de încărcare nu poate apărea fără o diferență de potențial. |
| Măsurare | |
| Tensiunea se măsoară în Volți. Se măsoară întotdeauna în raport cu un alt punct, cel puțin pământul neutru. Prin urmare, măsurarea tensiunii este ușoară, deoarece un circuit nu este rupt pentru a plasa bornele de măsurare. | Curentul se măsoară în amperi și se măsoară pe un conductor. Măsurarea curentului este mai dificilă, deoarece conductorul trebuie să fie rupt pentru a plasa bornele de măsurare sau ar trebui folosite ampermetre de prindere sofisticate. |
Rezumat - Tensiune vs curent
Într-un câmp electric, diferența de potențial între oricare două puncte se numește diferență de tensiune. Ar trebui să existe întotdeauna o diferență de tensiune pentru a genera un curent. Într-o sursă de tensiune precum fotocelula sau o baterie, o tensiune apare din cauza acumulării de încărcături la terminale. Dacă aceste borne sunt conectate cu un fir, un curent începe să curgă din cauza diferenței de tensiune dintre borne. Conform Legii lui Ohm, curentul într-un conductor se schimbă proporțional cu tensiunea. Deși curentul și tensiunea sunt interconectate de rezistență, curentul nu poate exista fără o tensiune. Aceasta este diferența dintre curent și tensiune.
