Nøkkelforskjell - Strøm vs Spenning
I et elektrisk felt påvirkes elektriske ladninger av en kraft som virker på dem; dermed må det jobbes med en ladet partikkel for å bevege seg fra ett punkt i et elektrisk felt til et annet punkt. Dette arbeidet er definert som den elektriske potensialforskjellen mellom disse to punktene. Elektrisk potensialforskjell kalles også som spenning mellom to punkter. En bevegelse eller strøm av elektriske ladninger under påvirkning av potensialforskjellen er kjent som en elektrisk strøm. Hovedforskjellen mellom strøm og spenning er at en strøm alltid innebærer en bevegelse av elektriske ladninger under et elektrisk felt, mens spenning ikke involverer en strøm av ladninger. En spenning oppstår bare på grunn av en ubalansert lading.
INNHOLD
1. Oversikt og nøkkelforskjell
2. Hva er spenning
3. Hva er strøm
4. Sammenligning side om side - Strøm vs spenning
5. Sammendrag
Hva er spenning?
Siden et atom har samme antall protoner og elektroner, er all stabil materie i universet elektrisk balansert. Imidlertid kan positivt eller negativt ladede partikler ha flere eller færre elektroner enn protoner på grunn av ytre fysiske og kjemiske effekter. Under en samling av lignende ladninger oppstår det et elektrisk felt som gir elektrisk potensial eller spenning til hvert punkt rundt det. Spenning kan behandles som den mest grunnleggende egenskapen i elektrisitet. Den måles i volt (V) ved hjelp av et voltmeter.
Det elektriske potensialet ved et punkt betraktes alltid som en forskjell mellom to punkter, eller på et bestemt punkt, blir spenning betraktet med henholdsvis uendelig der potensialet er null. Når det gjelder elektrisk krets, blir jorden sett på som et nullpotensialpunkt; derfor måles spenningen på hvert punkt på kretsen i forhold til jorden (eller bakken).
En spenning kan produseres som et resultat av mange naturlige eller påtvungne fenomener. Lyn er et eksempel på spenning på grunn av naturlig forekomst; hundrevis av millioner av en spenning oppstår i en sky på grunn av friksjon. I veldig liten skala produserer et batteri en spenning ved en kjemisk reaksjon, og akkumulerer ladede ioner i de positive (Anode) og de negative (Katode) terminalene. Solceller som inngår i solcellepaneler genererer en spenning som et resultat av elektronutslipp fra halvledermaterialet som absorberer sollyset. En lignende effekt kan sees i fotodioder som brukes i kameraer for å oppdage lysnivået i omgivelsene.
Hva er en strøm?
En strøm er en strøm av noe, for eksempel sjøvann eller atmosfærisk luft. I en elektrisk sammenheng er en strøm av elektriske ladninger, vanligvis en strøm av elektroner gjennom en leder, kjent som en elektrisk strøm. Strømmen måles i ampere (A) med et amperemeter. Ampere er definert som coulombs per sekund og er proporsjonal med spenningsforskjellen mellom to punkter der strømmen strømmer.
Figur 01: En enkel elektrisk krets
Som vist i figur 01, når strømmen passerer gjennom en ren motstand R, er spenningen til strømforholdet lik R. Dette er introdusert i Ohms lov som er gitt som:
V = I x R
Hvis spenningen dV endres over en spole, også kjent som en induktor, endres en strøm dI gjennom spolen i henhold til:
dI = 1 / L∫dV dt
Her er L induktansen til spolen. Dette skjer siden spolen er motstandsdyktig mot endring av spenning over den og produserer en motspenning.
Når det gjelder kondensator, er endringen av strømmen over den dI som følger:
dI = C (dV / dt)
Her er C kapasitansen. Dette skyldes utlading og lading av kondensatoren i henhold til spenningsvariasjonen.
Figur 02: Flemings høyre håndregel
Når en leder beveger seg over et magnetfelt, produseres en strøm og deretter en spenning over lederen i henhold til Flemings høyre håndregel.
Dette er grunnlaget for den elektriske generatoren der en serie ledere raskt roterer over et magnetfelt. Som forklart i forrige avsnitt, gir akkumulering av ladninger en spenning i et batteri. Når en ledning kobler de to terminalene, begynner en strøm å strømme langs ledningen, det vil si at elektroner i ledningen beveger seg på grunn av spenningsforskjellen mellom terminalene. Jo større ledningens motstand, jo større strøm er og jo raskere tømmes batteriet. Tilsvarende trekker en høyere strømforbrukende belastning en høyere strøm fra forsyningen. For eksempel kan en 100W lampe koblet til en 230V forsyning, strømmen den trekker beregnes som:
P = V × I
I = 100W ÷ 230 V
I = 0,434 A.
Her, når kraften er høyere, vil forbruksstrømmen være høy.
Hva er forskjellen mellom spenning og strøm?
Diff Article Middle before Table
Spenning mot strøm |
|
| Spenning er definert som den elektriske potensielle energiforskjellen mellom to punkter i et elektrisk felt. | Strøm er definert som bevegelse av elektriske ladninger under en potensiell energiforskjell i et elektrisk felt. |
| Hendelse | |
| Spenning går ut på grunn av elektriske ladninger. | Strøm produseres med en bevegelse av ladninger. Det er ingen strøm med statiske elektriske ladninger. |
| Avhengighet | |
| Spenning kan eksistere uten å produsere en strøm; for eksempel i batterier. | Strøm avhenger alltid av spenningen siden en ladestrøm ikke kan oppstå uten potensiell forskjell. |
| Mål | |
| Spenningen måles i volt. Det måles alltid i forhold til et annet punkt, i det minste den nøytrale jorden. Derfor er det enkelt å måle spenning siden en krets ikke er ødelagt for å plassere måleklemmene. | Strøm måles i ampere og måles over en leder. Det er vanskeligere å måle strøm siden lederen må brytes for å plassere måleklemmene, ellers bør det brukes sofistikerte klemmetere. |
Sammendrag - Spenning vs Strøm
I et elektrisk felt kalles potensialforskjellen mellom to punkter som spenningsforskjell. Det skal alltid være en spenningsforskjell for å generere en strøm. I en spenningskilde som en fotocelle eller et batteri, oppstår en spenning på grunn av akkumulering av ladninger på terminalene. Hvis disse terminalene er koblet til med en ledning, begynner en strøm å strømme på grunn av spenningsforskjellen mellom terminalene. I følge Ohms lov endres strømmen i en leder proporsjonalt med spenningen. Selv om strøm og spenning er sammenkoblet av motstanden, kan ikke strøm eksistere uten en spenning. Dette er forskjellen mellom strøm og spenning.
