Напряжение и сила тока в цепи

Главное различие между Током и Напряжением заключается в том, что Ток — это скорость потока зарядов (электронов) между 2-мя точками, вызванная напряжением, тогда как Напряжение — это разность потенциалов между 2-мя точками в электрическом поле, которая вызывает ток в цепи.

Ток и напряжение — это два различных электрических понятия, но они связаны вместе. Принципиально знать базы напряжения и тока для электротехники и электроники, также все, что связано с электричеством.

Содержание

1. Обзор и главные отличия
2. Что такое Ток
3. Что такое Напряжение
4. Разные схемы подключения
5. В чем разница между Током и Напряжением
6. Заключение

Что такое Ток?

Ток — это скорость потока заряда (электронов), проходящего через точку в цепи, вызванную напряжением. Ток обозначается эмблемой “I”. Единицей измерения тока является ампер, который обозначается буковкой «А». Величина тока в один ампер соответствует заряду в один кулон проходящему за секунду. Ток величиной в 1 Ампер (1А) является носителем заряда 6,24 × 10 18 электронов. Электрический ток течет в обратном направлении движения электронов, т.е. от анода к катоду. Не считая того, при появлении электрического тока всегда создаётся магнитное поле . Причём, ч ем больше ток, тем магнитное поле будет более насыщенным .

Направление движения тока в цепи

Основными видами тока являются переменный и неизменный. Переменный ток (AC) меняет свое направление и величину в течение времени. Неизменный ток (DC) имеет постоянную величину, которая не меняет свою полярность либо направление в течение времени.

Основная электрическая формула для тока: I = Q/t , где I — ток в амперах, Q — заряд в кулонах, t — время в секундах

Ток в цепях неизменного тока можно высчитать по закону ома: I = U/R, где I — ток в амперах, U — напряжение в вольтах, R — сопротивление в омах

Что такое Напряжение?

Нужное количество энергии для перемещения единицы заряда из одной точки в другую именуется напряжением. Другими словами, напряжение — это разность потенциалов между 2-мя точками в электрическом поле, которая вызывает ток в цепи, т.е. напряжение является основной предпосылкой, а ток — следствием из-за напряжения. Не считая того, при наличии напряжения создаётся электростатическое поле. Причём при увеличении напряжения между 2-мя точками, появляется более насыщенное электростатическое поле. При увеличении расстояния между этими точками, соответственно интенсивность поля миниатюризируется.

При разъяснении различия между напряжением и током применяется общая аналогия с водяным баком

Наглядно, напряжение можно представить в виде силы, проталкивающей электроны в проводнике, и при большем напряжении эта проталкивающая способность возрастает. Так как энергия делает работу, то данная возможная энергия является работой в джоулях по перемещению электронов, чем и является электрический ток, в электрической цепи. При всем этом, разница напряжения в между узлами электрической цепи будет называться как разность потенциалов , обычно она именуется падение напряжения .

Напряжение является эффектом электродвижущей силы (ЭДС). Единицей измерения напряжения является «вольт», который обозначается как «В». Один вольт — это разность потенциалов, при которой совершается работа в один джоуль по перемещению заряда в один кулон между 2-мя точками.

Существует два главных типа напряжения: переменное напряжение и неизменное напряжение. Переменное напряжение повсевременно меняет направление и величину. Переменные напряжения могут генерироваться генераторами. Неизменное напряжение имеет постоянную величину, которая не меняет свою полярность в течение времени. Неизменное напряжение может генерироваться химическими элементами, батареями и аккумами.

Основная формула для напряжения U=A/Q , где U — напряжение в вольтах, A — работа по перемещению заряда в джоулях, Q — заряд в кулонах

Напряжение в цепях неизменного тока можно высчитать по формулам U=I*R, где U — напряжение в вольтах, I — ток в амперах, R — сопротивление в омах

Разные схемы подключения

Последовательное подключение. При последовательной схеме подключения напряжения источников складываются. Ток на любом компоненте последовательной электрической цепи однообразный.

Последовательное соединение

Пример. Батарея 2 В и батарея 6 В последовательно подключены к светодиоду и резистору, на всех компонентах будет ток однообразный (15 мА), тогда как напряжения на них будут отличаться (напряжение 5 В будет на резисторе и напряжение 3 В на будет на светодиоде). Суммарно напряжения на светодиоде и резисторе составят будут соответствовать напряжениям батареи 2 В и батареи 6 В: 2 В + 6 В = 5 В + 3 В.

Параллельное подключение. При параллельной схеме подключения компонент их токи будут складываться. Причём напряжение на каждом компоненте схемы будет одинаковым.

Параллельное соединение

Пример. Если те же самые, батареи параллельно подключить к светодиоду и резистору , то светодиоде и резисторе напряжение будет однообразное (8 В). А проходящий ток 40 мА разобьётся на две ветки 15 и 25 мА зависимо от сопротивления компонент.

В чем разница между Током и Напряжением

Заключение

Напряжение и ток являются 2-мя основными качествами электричества. Основное различие между током и напряжением состоит в том, что ток — это скорость потока электрических зарядов, а напряжение — это разница электрического потенциала между 2-мя точками.

Напряжение и ток

Для того, дабы электронный компонент совершал полезную работу: лампа — горела, мотор — крутился, через него должен протекать электрический ток.

Ток создаётся электрическим потенциалом. Если ассоциировать течение тока и течение воды, то электрический потенциал — это напор, а ток — это струя воды. Наличие потенциала самого по для себя не довольно для сотворения тока.

Во-1-х, нужен проводник по которому ток будет течь. К примеру: медный провод. Если проводника нет, потенциал «утыкается» в воздух, а воздух очень отлично препятствует течению электричества. Это аналогично тому, что вода не будет течь пока закрыт кран: давление есть — течения нет. Материалы, не дозволяющие току течь именуются диэлектриками. Дозволяющие течь — проводниками. Дозволяющие при одних критериях и не дозволяющие при других — полупроводниками.

Во-2-х, нужна разность потенциалов. Ведь если с 2-ух концов водопроводной трубы будет однообразный напор, каким бы сильным он не был — течения снутри не будет. То же самое и с электричеством. Разность потенциалов именуют напряжением.

Потенциал и напряжение (обозначаются буковкой U либо V) мерятся в вольтах; сила тока (обозначается буковкой I) либо просто ток — в амперах. В микроэлектронике обычно применяются напряжения от толикой вольт до 10-ов вольт и силы тока от толикой миллиампер (мА) до сотен миллиампер.

По договорённости считается, что ток течёт в направлении от плюса к минусу. По аналогии как вода течёт из области высокого давления к пустому концу трубы. По сути, какое направление положительное, а какое отрицательное — условность. Исторически так сложилось, что открытие негативно заряженных электронов, которые и сформировывают ток, было изготовлено уже после того, как все условились, что считать положительным течением тока. Потому в силу той ошибки на практике ситуация такая: молвят, что ток течёт из точки А в точку Б, хотя физически электроны мчатся от точки Б к точке А. Дабы не путаться, необходимо уяснить: в схемотехнике никто не вспоминает куда передвигаются электроны, положительное течение тока — это течение из точки с огромным потенциалом в точку с наименьшим; в направлении тока передвигаются положительные заряды. Да, они виртуальные, их не бывает по сути, но так удобнее.

Точку цепи, предоставляющую неограниченную возможность возврата/слива отработавших зарядов именуют землёй (Ground, GND). Не надо осознавать «землю» в буквальном смысле. Ей может быть и отрицательный полюс батарейки, и корпус автомобиля, и, вправду, земля. Для удобства считают, что земля — это потенциал в 0 В. Все другие потенциалы считают относительно неё. Не считая того, в схемотехнике фактически не пользуются понятием электрического потенциала: молвят, что напряжение в определённой точке составляет 12 В, по сути имеют в виду, что разность потенциалов между ней и землёй составляет 12 В.

Источники питания

Проходя по цепи, электрическая энергия расходуется: часть её идёт на совершение полезной работы, часть пропадает, превращаясь в тепло. Дабы устройство работало повсевременно, нужна сила, которая бы задерживала напряжение в цепи. Её именуют ЭДС (электродвижущая сила, electromotive force, EMF), а делают её источники питания. Примером компонента с ЭДС являются: обыденные батарейки, солнечные батареи, трансформатор в блоке питания, моторчик вращаемый хомячком в колесе.

На схемах источник питания может указываться как в очевидном виде, своим эмблемой, так и в неявном: обозначается ноль контакт входного напряжения и земля без акцента на то, откуда энергия возьмётся. Таким макаром, следующие схемы эквивалентны:

Мощность

Мощность — это количество переносимой энергии за единицу времени. Переносимая электрическая энергия обычно трансформируется конечными устройствами в другие формы: тепло, свет, звук и т.д. Единица измерения мощности — Ватт. Мощность P рассчитывается по формуле:

Разные составляющие расчитаны на разную мощность. Обычно в документации на компонент указывается при каком напряжении он работает и какой ток при всем этом потребляет. Есть составляющие, которые «возьмут» только то количество тока, которое им нужно; есть те, которые будут пылать и расплавляться, но заберут всё, что дают.

Предоставить необходимое количество энергии в подходящий момент в определённое место цепи — одна из основных задач разработчика схемы. Реализуется это при помощи соединения базисных компонент (таких как, к примеру, резисторы и транзисторы) в типовые, шаблонные схемы.

Если не обозначено другое, содержимое этой вики предоставляется на критериях следующей лицензии: CC Attribution-Noncommercial-Share Alike 4.0 International