Чем отличается ток от напряжения

Напряжение в цепях тока

Постоянного

Напряжение в цепи постоянного тока между точками A и B — работа, которую совершает электрическое поле при переносе пробного положительного заряда из точки A в точку B.

Переменного

Для описания цепей переменного тока применяются следующие напряжения:

мгновенное напряжение;
амплитудное значение напряжения;
среднее значение напряжения;
среднеквадратическое значение напряжения;
средневыпрямленное значение напряжения.

Мгновенное напряжение есть разность потенциалов между двумя точками, измеренная в данный момент времени. Зависит от времени (является функцией времени):

u=u(tu=u(t).

Амплитудное значение напряжения есть максимальное по модулю значение мгновенного напряжения за весь период колебаний:

UM=max(|u(tU_{M}=max(|u(t)|).

Для гармонических (синусоидальных) колебаний напряжения мгновенное значение напряжения выражается как:

u(t)=UMsin⁡(ωt+ϕu(t)=U_{M}sin(omega t+phi ).

Для сети переменного синусоидального напряжения со среднеквадратическим значением 220 В амплитудное напряжение равно приблизительно 311 В.

Амплитудное напряжение можно измерить с помощью осциллографа.

Среднее значение напряжения (постоянная составляющая напряжения) есть напряжение, определяемое за весь период колебаний, как:

Um=1T∫0Tu(t)dtU_{m}={frac {1}{T}}int _{0}^{T}u(t)dt.

Для синусоиды среднее значение напряжения равно нулю.

Среднеквадратическое значение напряжения (электротехнические наименования: действующее, эффективное) есть напряжение, определяемое за весь период колебаний, как:

Uq=1T∫0Tu2(t)dtU_{q}={sqrt {{frac {1}{T}}int limits _{0}^{T}u^{2}(t)dt}}.

Среднеквадратическое значение напряжения наиболее удобно для практических расчётов, так как на линейной активной нагрузке оно совершает ту же работу (например, лампа накаливания имеет ту же яркость свечения, нагревательный элемент выделяет столько же тепла), что и равное ему постоянное напряжение.

Для синусоидального напряжения справедливо равенство:

Uq=12UM≈0,707UM;UM=2Uq≈1,414UqU_{q}={1 over {sqrt {2}}}U_{M}approx 0,707U_{M};qquad U_{M}={sqrt {2}}U_{q}approx 1,414U_{q}.

В технике и быту при использовании переменного тока под термином «напряжение» имеется в виду именно среднеквадратическое значение напряжения, и все вольтметры проградуированы, исходя из его определения. Однако конструктивно большинство приборов фактически измеряют не среднеквадратическое, а средневыпрямленное (см. ниже) значение напряжения, поэтому для несинусоидального сигнала их показания могут отличаться от истинного значения.

Средневыпрямленное значение напряжения есть среднее значение модуля напряжения:

Um=1T∫0T|u(t)|dtU_{m}={frac {1}{T}}int limits _{0}^{T}|u(t)|dt.

Для синусоидального напряжения справедливо равенство:

Um=2πUM(≈0,637UM)=22πUq(≈0,9UqU_{m}={2 over pi }U_{M}(approx 0,637U_{M})={2{sqrt {2}} over pi }U_{q}(approx 0,9U_{q}).

На практике используется редко, однако большинство вольтметров переменного тока (те, в которых ток перед измерением выпрямляется) фактически измеряют именно эту величину, хотя их шкала и проградуирована по среднеквадратическим значениям.

Трёхфазного

В цепях трёхфазного тока различают фазное и линейное напряжения. Под фазным напряжением понимают среднеквадратичное значение напряжения на каждой из фаз нагрузки относительно нейтрали, а под линейным — напряжение между подводящими фазными проводами. При соединении нагрузки в треугольник фазное напряжение равно линейному, а при соединении в звезду (при симметричной нагрузке или при глухозаземлённой нейтрали) линейное напряжение в 3 раза больше фазного.

На практике напряжение трёхфазной сети обозначают дробью, в числителе которой стоит фазное при соединении в звезду (или, что то же самое, потенциал каждой из линий относительно земли), а в знаменателе — линейное напряжение. Так, в России наиболее распространены сети с напряжением 220/380 В; также иногда используются сети 127/220 В и 380/660 В.

Main Differences Between Current and Voltage

The rate of flow of electrical charges between the points of an electrical field is known as current. The voltage is the difference in electrical charges in between 2 points present in a uniform electric field.
Amperes are the SI unit of current. Volt is the unit of voltage.
The current is symbolized by “I”, whereas the voltage is signified by “V”.
The charge-to-time ratio is recognized as the current. Whereas The voltage is the work done per unit charge.
The electrostatic field that surrounds the electric current is created by it. The magnetic field surrounding it is created by the electric voltage.

References

https://cdnsciencepub.com/doi/abs/10.1139/t03-023
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378779617303516

Home – Education – Current vs Voltage: Difference and Comparison

Last Updated : 12 August, 2023

One request?

I’ve put so much effort writing this blog post to provide value to you. It’ll be very helpful for me, if you consider sharing it on social media or with your friends/family. SHARING IS ️

Разбираемся чем отличается сила тока от напряжения

Современный мир невозможно представить без электричества. А основными его характеристиками являются ток и напряжение. Эти физические величины зависимы друг от друга, хотя имеют некоторые отличия. Чтобы понять, чем отличается сила простого электрического тока от напряжения, нужно сначала разобраться в их природе.

Понятие «ампер»

Такое физическое понятие, как сила тока выражается в амперах и определяется количеством носителей электрического заряда, проходящих через сечение проводника за временную единицу. Для большего понимания, можно сравнить эту силу с движением воды, протекающей по трубопроводу.

Объёма (количества) воды в трубе может быть и больше, и меньше. Скорость ее протекания также может отличаться. Вода может протекать быстрее или медленнее в зависимости от проходного диаметра труб и разницы уровней. Следовательно, можно сказать, что напор — это объём воды, протекающий в трубе за определённое время.

Представим проводник с отрицательно заряженными частицами, которые стремятся в сторону А. При этом ток будет двигаться в обратном направлении — в сторону В. Это связано с тем, что за направление тока принято считать то, в котором перемещаются частицы с положительным зарядом.

Носители отрицательного заряда, двигаясь в сторону А, пересекают поверхность проводника, обозначенную S или, иначе говоря, поперечное сечение. Через S за определенный промежуток времени (t), проходит какое-то количество заряда (q).

Например, за 2 секунды проходит заряд в 2 Кл (кулон), за 4 секунды м 4 Кл. Естественно, действие электрического тока будет больше, когда и заряда больше. Отсюда можно вывести формулу силы тока:

Понятие «вольт»

Узнать, что представляет собой напряжение, поможет наглядный пример. Есть два осветительных прибора: лампа накаливания (лампа №1) и миниатюрная лампочка по типу MH-6.3 (лампа №2). Если говорить простыми словами, то эти лампочки обладают разной мощностью.

Замыкаем выключатель и наглядно видим, что лампа №1 горит ярче, чем №2. Хотя сила тока, проходящего через обе лампочки, одинакова.

Ток, проходя через спираль лампочки, нагревает её. За счёт этого лампочка светится. Следовательно, здесь совершается электрическая работа, а именно нагрев нити. Однако в 1-ой лампе значение этой работы больше, нежели во 2-ой. Всё это потому, что у двух этих лампочек есть различия, которые заключаются в характеристике поля, именуемой электрическим напряжением.

Отсюда следует, что напряжением называется физическая величина, которая равна отношению электрической работы по переносу заряда (q) между 2-мя точками цепи к величине этого заряда.

В чём же разница

Мы выяснили, что ток — это количество заряда, а напряжение — сила, с какой этот заряд проходит. Природа этих двух понятий различна, что и объясняет, в чем разница между током и напряжением. Первое из этих понятий — это количество электричества, а второе — мера потенциальной энергии. Напряжение можно получить, воздействуя на электрические заряды, а ток возникает за счет прикладывания напряжения между точками электрической схемы.

Если снова прибегнуть к аналогии с водой и трубами, то можно сказать, что количество воды, протекающей в трубе за единицу времени, это ток, а напор воды — это напряжение.

С силой тока и напряжением связано еще одно понятие — мощность электроэнергии. Если переводить в формулу, то увидим следующую картину:

Следует также понимать, что ток всегда течёт по замкнутому контуру, а напряжение возникает между двумя точками (на зажимах) проводника. То есть, I появляется за счёт «давления» или, иначе говоря, разности U между двумя точками. Зависимость между этими двумя величинами описывает основной физический закон, сформулированный немецким ученым Георгом Омом.

Главное отличие I от U заключается в том, что ток представляет собой перемещение носителей заряда, а напряжение является причиной данного перемещения.

Как перевести вольты и ватты и наоборот

Чтобы правильно выполнить задачу, связанную с переводом вольтов в ватты, можно руководствоваться следующим алгоритмом:

В руководстве по эксплуатации электроприбора нужно найти значение мощности. Зачастую компании указывают эту величину в вольт-амперах. Это обозначение показывает максимальное количество потребляемой электроэнергии. Так оно приравнивается к значению мощности.
Определить КПД источника питания по особенностям конструктивного исполнения и количеству подключенных к нему приборов. Как правило, этот коэффициент устанавливается в диапазоне от 0,6 до 0,8.
Перевести вольтамперные показатели в Вт: узнать активную мощность энергетического оборудования, предназначенного для снабжения бесперебойным питанием.

Вам это будет интересно Описание кабеля КСПВ

Важно! Вычислить количество ватт достаточно перемножением вольт-ампер на КПД. Наглядное изображение напряжения и тока

Наглядное изображение напряжения и тока

Перевод из Вт в В проходит по обратной схеме: ватты нужно разделить на коэффициент полезного действия.

При выборе источника питания от завода-изготовителя не всегда бывает понятно, сколько мощности выдает прибор. Поэтому рекомендуется изучить технические параметры, указанные в инструкции, чтобы осуществить корректный перевод из одной величины в другую.

Электрический ток

Электрический ток – это физический процесс направленного движения заряженных частиц под действием электромагнитного поля от одного полюса замкнутой электрической цепи к другому. В качестве частиц, переносящих заряд, могут выступать электроны, протоны, ионы и дырки. При отсутствии замкнутой цепи ток невозможен. Частицы способные переносить электрические заряды существуют не во всех веществах, те в которых они есть, называются проводниками и полупроводниками. А вещества, в которых таких частиц нет – диэлектриками.

Принято считать направление тока от плюса к минусу, при этом электроны движутся от минуса к плюсу!

Единица измерения силы тока – Ампер (А). В формулах и расчетах сила тока обозначается буквой I. Ток в 1 Ампер образуется при прохождении через точку электрической цепи заряда в 1 Кулон (6,241·1018 электронов) за 1 секунду.

Вновь обратимся к нашей аналогии вода – электричество. Только теперь возьмем два резервуара и наполним их равным количеством воды. Отличие между баками в диаметре выходной трубы.

Откроем краны и убедимся, что поток воды из левого бака больше (диаметр трубы больше), чем из правого. Такой опыт – явное доказательство зависимости скорости потока от диаметра трубы. Теперь попробуем уравнять два потока. Для этого добавим в правый бак воды (заряд). Это даст большее давление (напряжение) и увеличит скорость потока (ток). В электрической цепи в роли диаметра трубы выступает сопротивление.

Проведенные эксперименты наглядно демонстрируют взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением. Подробнее о сопротивлении поговорим чуть позже, а сейчас еще несколько слов о свойствах электрического тока.

Если напряжение не меняет свою полярность, плюс на минус, и ток течет в одном направлении, то – это постоянный ток и соответственно постоянное напряжение. Если источник напряжения меняет свою полярность и ток течет то в одном направлении, то в другом – это уже переменный ток и переменное напряжение. Максимальные и минимальные значения (на графике обозначены как Io) – это амплитудные или пиковые значения силы тока. В домашних розетках напряжение меняет свою полярность 50 раз в секунду, т.е. ток колеблется то туда, то сюда, получается, что частота этих колебаний составляет 50 Герц или сокращенно 50 Гц. В некоторых странах, например в США принята частота 60 Гц.

Что отличает силу тока от напряжения?

Осмелимся предположить, что в качестве основной разницы между двумя этими понятиями является их непосредственное определением:

Под словами «сила тока» и «ток», в частности, представляют некое количество электричества, в то время, как напряжением принято считать меру потенциальной энергии. Простыми словами, два эти понятия достаточно сильно зависят друг от друга, сохраняя некоторые отличительные особенности, при всем этом. На их сопротивление влияет огромное количество самых разнообразных факторов. Важнейшим из них, является материал, из которого выполнен тот или иной проводник, внешние условия, а также температура.
Некая разница предусмотрена также и в их получение. Так, если воздействие на электрические заряды, создает напряжение, то ток получается уже путем прикладывания напряжения между точками схемы. Кстати говоря, в качестве таковых приборов, могут выступать обыкновенные батареи или более продвинутые и удобные генераторы. По этой причине мы и можем говорить о том, что основные отличия двух этих понятий, сводятся к их определению, а также тому, что получаются они в результате совершенно разных процессов.

Конечно, в том случае, если в розетку вы не будете подключать никаких электроприборов, напряжение будет оставаться неизменным, в то самое время, как ток будет равняться нулю. Ну а если не будет предусмотрено расхода, то какая вообще может идти речь о токе и какой-либо его силе? По этому, ток — это всего лишь некое количество электричества, в то время, как напряжением считается мера потенциальной энергии определенного источника электричества.

Интересное видео, где подробно объясняется разница между током и напряжением:

Что такое напряжение, и сила тока?

Сегодня речь пойдет о самых базовых понятиях силы тока, напряжения, без общего понимания которых невозможно построение любого электротехнического устройства.

Итак, что же такое напряжение?

Попросту говоря напряжение — разница потенциала между двумя точками электрической цепи, измеряется в Вольтах. Стоит заметить что, напряжение всегда измеряется между двумя точками! То есть, когда говорят что напряжение на ножке контроллера 3 Вольта, подразумевается что разница потенциалов между ножкой контроллера и землей те самые 3 Вольта.

Земля(Масса, Ноль) — это точка электрической схемы с потенциалом 0 Вольт. Однако стоит заметить, что напряжение не всегда измеряется относительно земли. Например, замерив напряжение между двумя выводами контроллера, мы получим разницу электрических потенциалов данных точек схемы. То есть если на одной ножке 3 Вольта(То есть данная точка обладает потенциалом 3 Вольта относительно земли), а на второй 5Вольт(Опять же потенциал относительно земли), мы получим значение напряжения равное 2 вольтам, что равняется разнице потенциалов между точками 5 и 3 Вольта.

Из понятия напряжение вытекает следующее понятие — электрический ток. Из курса общей физики мы помним, что электрический ток есть направленное движение заряженных частиц по проводнику, измеряется в Амперах. Заряженные частицы движутся благодаря разнице потенциалов между точками. Принято считать, что ток происходит из точки с большим зарядом, в точку, обладающую меньшим зарядом. То есть, именно напряжение (разность потенциалов) создает условия протекания тока. При отсутствии напряжения — невозможен ток, то есть между точками с равным потенциалом ток отсутствует.

На своем пути, ток встречает препятствие в виде сопротивления, что препятствует его протеканию. Сопротивление измеряется в Омах. Подробнее о нем мы поговорим в следующем уроке. Однако, между током, напряжением и сопротивлением уже давно выведена следующая зависимость:

Где I — Сила тока в Амперах, U — Напряжение в Вольтах, R — Сопротивление в Омах.

Данное соотношение называется законом Ома. Так же справедливы следующие выводы из закона Ома:

На этом всё, в следующем уроке поговорим о сопротивлении.

Любое копирование, воспроизведение, цитирование материала, или его частей разрешено только с письменного согласия администрации MKPROG . RU . Незаконное копирование, цитирование, воспроизведение преследуется по закону!

Что такое сила тока и напряжение

Погружаться глубоко в физику мы не будем, а разберемся в самом принципе электрического тока.Электрический ток — это упорядоченное движение, заряженных частиц (как положительных, так и отрицательных, в зависимости от вещества)

Какие именно частицы движутся? В проводниках, (медь, алюминий, золото, железо и т.д.) это электроны, в электролитах — ионы, в электронно-дырочной системе (в полупроводниках) — электроны и дырки (положительно заряженные частицы). Электрон – отрицательно заряженная частица, которая вращается вокруг ядра атома. Поэтому, в проводниках движутся отрицательно заряженные частицы – электроны.

Движутся электроны в проводнике на самом деле не от плюса к минусу, как принято считать, а от минуса к плюсу, потому, что разноименные заряды отталкиваются.

У некоторых атомов электроны свободны и могут перемещаться к другому атому. Атомы разных веществ могут испытывать недостаток электронов или их избыток. Тогда при контакте этих веществ, электроны атомов одного вещества, у которых имеется избыток электронов, будут перемещаться в атомы другого вещества, имеющих недостаток электронов. Вместо перемещенного электрона приходит новый электрон, от соседнего атома. И этот процесс будет проходить до тех пор, пока у этих двух веществ заряды не станут равными. Данный процесс и есть электрический ток.

В переменном электрическом токе направление движения заряженных частиц постоянно меняется, например, в сети 220 Вольт в России оно меняется 50 раз в секунду (с частотой 50 Герц).

Характеризуется электрический ток силой тока. Сила тока – это количество заряженных частиц, проходящих через поперечное сечение проводника в единицу времени. Единица измерения – Ампер.

Напряжение – характеризует разность потенциалов двух точек в электрическом поле. Единица измерения – Вольт.

Аналогия с водой.

Что же такое электрический ток, а что есть напряжение? Для ответа на этот вопрос и полного понимания, лучше привести аналогию. Аналогию, которую я вам хочу привести, много раз приводили в интернете, она основана на воде. Так как с водой мы имеем дело каждый день, эта аналогия будет более понятной.

Итак, проведем эксперимент. Возьмем два сосуда, установленных на одном уровне, и соединенных одним шлангом.

Нальем в один сосуд воды, а второй оставим пустым. Вода начнет течь по шлангу из сосуда с водой протекать в пустой сосуд. Разность уровней в сосудах, в нашей аналогии и есть напряжение, или разность потенциалов.

Количество воды, проходящее через сечение шланга в единицу времени, это будет силой тока.

Если мы поменяем шланг, на другой, с меньшим внутренним диаметром (или зажмем шланг на половину), и повторим опыт, то мы увидим, что вода из одного сосуда в другой будет перетекать дольше. Для данного опыта можно использовать секундомер. Внутренний диаметр (сечение) шланга в нашей аналогии, будет сопротивлением.Чем меньше диаметр шланга, тем больше сопротивление, и соответственно меньше сила тока. В тот момент, когда уровни воды в сосудах станут равными (разность потенциалов равна нулю), то сила тока станет нулевой.

Применение в повседневной жизни

Ток и напряжение — это величины, которые важны для работы многих электрических устройств в нашей повседневной жизни. Вот некоторые примеры:

Лампочка — это устройство, которое преобразует электрическую энергию в световую. Лампочка состоит из нити, которая подключена к двум контактам, и стеклянной колбы, которая заполнена газом. Когда по нити течет ток, она нагревается и излучает свет. Напряжение определяет, насколько ярко светит лампочка. Чем выше напряжение, тем больше ток течет по нити, и тем больше энергии она излучает. Если напряжение слишком высокое, нить может перегореть. Если напряжение слишком низкое, лампочка может не светить вообще.
Электрический чайник — это устройство, которое преобразует электрическую энергию в тепловую. Электрический чайник состоит из резервуара для воды, нагревательного элемента, термостата и выключателя. Когда включается чайник, по нагревательному элементу течет ток, и он нагревает воду. Напряжение определяет, насколько быстро нагревается вода. Чем выше напряжение, тем больше ток течет по нагревательному элементу, и тем больше тепла он выделяет. Если напряжение слишком высокое, нагревательный элемент может сгореть. Если напряжение слишком низкое, вода может не закипеть вообще.
Компьютер — это устройство, которое преобразует электрическую энергию в информацию. Компьютер состоит из множества компонентов, таких как процессор, память, жесткий диск, видеокарта и т.д. Каждый компонент работает с определенным напряжением, которое подается через блок питания. Напряжение определяет, насколько быстро и стабильно работает компьютер. Чем выше напряжение, тем больше ток течет по компонентам, и тем больше производительность они показывают. Если напряжение слишком высокое, компоненты могут перегреться или выйти из строя. Если напряжение слишком низкое, компьютер может не запуститься или зависнуть.
Телевизор — это устройство, которое преобразует электрическую энергию в изображение и звук. Телевизор состоит из экрана, динамиков, приемника сигнала и других компонентов. Когда включается телевизор, по его компонентам течет ток, и они обрабатывают информацию, поступающую от антенны, кабеля или спутника. Напряжение определяет, насколько четко и ярко отображается изображение и насколько громко звучит звук. Чем выше напряжение, тем больше ток течет по компонентам, и тем лучше качество телевизионного сигнала. Если напряжение слишком высокое, компоненты могут перегреться или повредиться. Если напряжение слишком низкое, телевизор может не показывать изображение или звук вообще.
Холодильник — это устройство, которое преобразует электрическую энергию в холод. Холодильник состоит из компрессора, конденсатора, испарителя, термостата и выключателя. Когда включается холодильник, по его компонентам течет ток, и они создают цикл охлаждения, используя хладагент. Напряжение определяет, насколько эффективно работает холодильник. Чем выше напряжение, тем больше ток течет по компонентам, и тем сильнее они охлаждают воздух внутри холодильника. Если напряжение слишком высокое, компоненты могут износиться или сломаться. Если напряжение слишком низкое, холодильник может не поддерживать нужную температуру вообще.
Смартфон — это устройство, которое преобразует электрическую энергию в коммуникацию. Смартфон состоит из процессора, памяти, дисплея, камеры, микрофона, динамика, аккумулятора и других компонентов. Когда включается смартфон, по его компонентам течет ток, и они обрабатывают данные, поступающие от сети, интернета или других устройств. Напряжение определяет, насколько быстро и надежно работает смартфон. Чем выше напряжение, тем больше ток течет по компонентам, и тем лучше производительность и функциональность смартфона. Если напряжение слишком высокое, компоненты могут перегреться или выйти из строя. Если напряжение слишком низкое, смартфон может не заряжаться или выключиться вообще.

Что такое ток?

Течение – это поток чего-либо, например морской воды или атмосферного воздуха. В электрическом контексте поток электрических зарядов, чаще всего поток электронов через проводник, известен как электрический ток. Ток измеряется в амперах (А) с помощью амперметра. Ампер определяется как кулоны в секунду и пропорционален разности напряжений между двумя точками, где протекает ток.

Разница между током и напряжением – 1

Рисунок 01: Простая электрическая схема

Как показано на рисунке 01, когда ток проходит через чистое сопротивление R, отношение напряжения к току равно R. Это вводится в законе Ома, который определяется как:

V = I x R

Если напряжение dV изменяется на катушке, также известной как индуктор, ток dI через катушку изменяется в соответствии с:

dI = 1 / L∫dV dt

Здесь L – индуктивность катушки. Это происходит потому, что катушка устойчива к изменению напряжения на ней и создает противодействие.

В случае конденсатора изменение тока на нем dI выглядит следующим образом:

dI = C (dV / dt)

Здесь C – емкость. Это происходит из-за разряда и зарядки конденсатора в зависимости от изменения напряжения.

Ключевое различие – ток против напряжения

Рисунок 02: Правило правой руки Флеминга

Когда проводник движется поперек магнитного поля, ток, а затем и напряжение, возникают в проводнике в соответствии с правилом правой руки Флеминга.

Это основа электрического генератора, в котором серия проводников быстро вращается поперек магнитного поля. Как объяснялось в предыдущем разделе, накопление зарядов создает напряжение в батарее. Когда провод соединяет две клеммы, по ней начинает течь ток, то есть электроны в проводе перемещаются из-за разницы напряжений между клеммами. Чем больше сопротивление провода, тем больше ток и тем быстрее разряжается батарея. Точно так же нагрузка с более высокой потребляемой мощностью потребляет больший ток от источника питания. Например, лампа мощностью 100 Вт, подключенная к источнику питания 230 В, потребляемый ею ток можно рассчитать как:

P = V × I

I = 100 Вт ÷ 230 В

I = 0,434 A

Здесь, когда мощность выше, ток потребления будет большим.

Отличие силы тока от напряжения

Неспособность воочию видеть электрический ток и поток зарядов всегда была проблемой для тех, кто пытается воспринимать основные электрические понятия. Два основных компонента исследований сила тока и напряжение, как правило, неверно истолкованы теми, кто пытается разобраться в теме. Эта статья поможет вам понять разницу между ними.

Основные понятия электричества вращаются вокруг одного атомного компонента ― электрона. Неустойчивые атомы, имеют либо дефицит, либо дополнительные электроны в своей валентной зоне. Лишние электроны с одного нестабильного атома стремятся в валентную зону атома имеющего дефицит электронов.

С помощью внешнего электрохимического источника, можно создать движение электронов. Любые две клеммы могут быть использованы для подключения этого источника заряда и создания двух контактов один с положительным потенциалом, а другой с отрицательным.

Идеальные V-I характеристики проводника

Разница потенциалов между двумя такими точками, одна из которых выступает в качестве источника, а другая приемника электронов, называется напряжением. Единицей измерения напряжения является вольт, и его символ «V».

Направление потока электронов и тока

Поток электронов в проводнике, вызывает током. Направление тока идет от положительного полюса к отрицательному. Но электрические заряды, т. е. электроны, на самом деле путешествуют от отрицательного к положительному потенциалу источника. Количество электрического заряда, протекающего через единицу площади поперечного сечения проводника, называется силой тока. Сила тока измеряется в амперах, и имеет символ «I».

Предохранители

Предохранитель используется в электрической цепи и электромонтажных работах, чтобы прервать поток чрезмерного тока через его компоненты. Производители электрических предохранителей указывают характеристики с помощью двух параметров — напряжения и силы тока. Критерии выбора предохранителя зависят от номинального напряжения цепи, в которой он будет работать.

Текущие характеристики предохранителя не зависят от вида, протекающего через него тока — переменного или постоянного. Это зависит только от величины тока в момент расплавления плавкой проволоки. Хотя толщина провода и тип используемой металлической проволоки является фактором, непосредственно связанным с текущей характеристикой оборудования. Это происходит потому, что теплота, выделяемая плавкой проволокой, является функцией квадрата тока, протекающего через проводник, умноженного на сопротивление и время протекания тока.

Влияние аккумуляторов на силу тока и напряжение

Один источник

Аккумуляторы (батареи) как правило оцениваются по силе тока (амперам) который они могут поставлять непрерывно в течение одного часа. Поэтому характеристики аккумуляторов указаны в ампер-часах. Срок службы батареи зависит от подключенной через нее нагрузки. Тяжелые нагрузки, как правило, сокращают срок службы батареи, в то время как легкие нагрузки увеличивают ее срок службы.

Последовательное соединение

Если аккумуляторы соединены в последовательном сочетании в электрической цепи, сети питания, напряжение в цепи будет увеличиваться, а сила тока в цепи останется на том же уровне.

Параллельное соединение

Параллельное соединение источников напряжения используется для увеличения тока без увеличения напряжения.

Аналогия с потоком воды

Два резервуара на одном уровне

Рассмотрим два резервуара соединенных прозрачной трубкой, вода в них держится на одинаковой высоте от земли. В трубке потока воды нет.

Два резервуара на разных уровнях

Теперь, если мы изменим положение одного из резервуаров, чтобы создать разность потенциалов, мы заметим, что вода поступает по трубке из контейнера с большим потенциалом в контейнер с более низким потенциалом. Вместо изменения уровня водоемов, мы можем также использовать водяные насосы для той же цели. Клапаны могут использоваться для регулирования количества протекающей в трубе воды из одного резервуара в другой.

Можно провести аналогию между этой ситуацией и простой электрической цепью. Водяной насос используется для создания давления воды в потоке, назовем это «напряжением». Вода ведет себя как заряженные электроны. Поток воды аналогичен движению электронов, и количество воды, протекающей через единицу площади поперечного сечения трубы аналогично «силе тока». Резервуар более высокого потенциала является «источником питания», и количество содержащейся в нем воды, является «емкостью аккумулятора». Любой кран устанавливаемый вдоль трубы можно рассматривать в качестве «нагрузки». электромонтажные работы