Hauptunterschied - Strom gegen Spannung
In einem elektrischen Feld werden elektrische Ladungen durch eine auf sie einwirkende Kraft beeinflusst; Daher muss an einem geladenen Teilchen gearbeitet werden, um von einem Punkt in einem elektrischen Feld zu einem anderen Punkt zu gelangen. Diese Arbeit ist definiert als die elektrische Potentialdifferenz zwischen diesen beiden Punkten. Die elektrische Potentialdifferenz wird auch als Spannung zwischen zwei Punkten bezeichnet. Eine Bewegung oder ein Fluss elektrischer Ladungen unter dem Einfluss der Potentialdifferenz wird als elektrischer Strom bezeichnet. Der Hauptunterschied zwischen Strom und Spannung besteht darin, dass ein Strom immer eine Bewegung elektrischer Ladungen unter einem elektrischen Feld beinhaltet, während Spannung keinen Ladungsfluss beinhaltet. Eine Spannung tritt nur aufgrund einer unsymmetrischen Ladung auf.
INHALT
1. Übersicht und Hauptunterschied
2. Was ist Spannung
3. Was ist Strom
4. Nebeneinander Vergleich - Strom gegen Spannung
5. Zusammenfassung
Was ist Spannung?
Da ein Atom die gleiche Anzahl von Protonen und Elektronen hat, ist die gesamte stabile Materie im Universum elektrisch ausgeglichen. Positiv oder negativ geladene Teilchen können jedoch aufgrund äußerer physikalischer und chemischer Effekte mehr oder weniger Elektronen als Protonen haben. Bei einer Ansammlung ähnlicher Ladungen entsteht ein elektrisches Feld, das jedem Punkt um ihn herum ein elektrisches Potential oder eine Spannung verleiht. Spannung kann als die grundlegendste Eigenschaft in Elektrizität behandelt werden. Sie wird mit einem Voltmeter in Volt (V) gemessen.
Das elektrische Potential an einem Punkt wird immer als Differenz zwischen zwei Punkten betrachtet, oder an einem bestimmten Punkt wird die Spannung in Bezug auf die Unendlichkeit betrachtet, in der das Potential Null ist. Aus Sicht des Stromkreises wird die Erde als Nullpotentialpunkt angesehen; Daher wird die Spannung an jedem Punkt der Schaltung in Bezug auf die Erde (oder Masse) gemessen.
Eine Spannung kann infolge vieler natürlicher oder erzwungener Phänomene erzeugt werden. Blitz ist ein Beispiel für Spannung aufgrund natürlichen Auftretens; In einer Wolke treten aufgrund von Reibung Hunderte Millionen Spannungen auf. In sehr kleinem Maßstab erzeugt eine Batterie durch eine chemische Reaktion eine Spannung, wobei geladene Ionen an den positiven (Anode) und negativen (Kathode) Anschlüssen akkumuliert werden. In Solarmodulen enthaltene Photovoltaikzellen erzeugen eine Spannung infolge der Elektronenfreisetzung aus dem Halbleitermaterial, das das Sonnenlicht absorbiert. Ein ähnlicher Effekt ist bei Fotodioden zu beobachten, die in Kameras zur Erfassung des Umgebungslichtniveaus verwendet werden.
Was ist ein Strom?
Eine Strömung ist ein Fluss von etwas wie Meerwasser oder atmosphärischer Luft. In einem elektrischen Kontext ist ein Fluss elektrischer Ladungen, am häufigsten ein Elektronenfluss durch einen Leiter, als elektrischer Strom bekannt. Der Strom wird mit einem Amperemeter in Ampere (A) gemessen. Ampere ist definiert als Coulomb pro Sekunde und ist proportional zur Spannungsdifferenz zwischen zwei Punkten, an denen der Strom fließt.
Abbildung 01: Ein einfacher Stromkreis
Wie in Abbildung 01 gezeigt, ist das Spannungs-Strom-Verhältnis gleich R, wenn der Strom durch einen reinen Widerstand R fließt. Dies wird in das Ohmsche Gesetz eingeführt, das wie folgt gegeben ist:
V = I x R.
Wenn sich die Spannung dV an einer Spule ändert, die auch als Induktivität bezeichnet wird, ändert sich ein Strom dI durch die Spule wie folgt:
dI = 1 / L∫dV dt
Hier ist L die Induktivität der Spule. Dies geschieht, da die Spule gegen Spannungsänderungen an ihr beständig ist und eine Gegenspannung erzeugt.
Im Fall eines Kondensators ist die Änderung des Stroms über dI wie folgt:
dI = C (dV / dt)
Hier ist C die Kapazität. Dies ist auf das Entladen und Laden des Kondensators entsprechend der Spannungsänderung zurückzuführen.
Abbildung 02: Flemings rechte Regel
Wenn sich ein Leiter über ein Magnetfeld bewegt, wird gemäß Flemings rechter Regel ein Strom und anschließend eine Spannung über dem Leiter erzeugt.
Dies ist die Basis des elektrischen Generators, bei dem sich eine Reihe von Leitern schnell über ein Magnetfeld dreht. Wie im vorherigen Abschnitt erläutert, erzeugt die Akkumulation von Ladungen eine Spannung in einer Batterie. Wenn ein Draht die beiden Anschlüsse verbindet, beginnt ein Strom entlang des Drahtes zu fließen, dh Elektronen im Draht bewegen sich aufgrund der Spannungsdifferenz zwischen den Anschlüssen. Je größer der Widerstand des Kabels ist, desto größer ist der Strom und desto schneller wird die Batterie entladen. In ähnlicher Weise zieht eine Last mit höherem Stromverbrauch einen höheren Strom aus der Versorgung. Wenn beispielsweise eine 100-W-Lampe an eine 230-V-Versorgung angeschlossen ist, kann der aufgenommene Strom wie folgt berechnet werden:
P = V × I
I = 100 W ≤ 230 V
I = 0,434 A.
Wenn hier die Leistung höher ist, ist der Stromverbrauch hoch.
Was ist der Unterschied zwischen Spannung und Strom?
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Spannung gegen Strom |
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| Die Spannung ist definiert als die elektrische potentielle Energiedifferenz zwischen zwei Punkten in einem elektrischen Feld. | Strom ist definiert als die Bewegung elektrischer Ladungen unter einer potentiellen Energiedifferenz in einem elektrischen Feld. |
| Auftreten | |
| Die Spannung tritt aufgrund elektrischer Ladungen aus. | Strom wird mit einer Ladungsbewegung erzeugt. Es gibt keinen Strom mit statischen elektrischen Ladungen. |
| Abhängigkeit | |
| Spannung kann existieren, ohne einen Strom zu erzeugen; zum Beispiel in Batterien. | Der Strom hängt immer von der Spannung ab, da ein Ladungsfluss ohne Potentialdifferenz nicht auftreten kann. |
| Messung | |
| Die Spannung wird in Volt gemessen. Es wird immer in Bezug auf einen anderen Punkt gemessen, zumindest in Bezug auf die neutrale Erde. Daher ist die Messung der Spannung einfach, da ein Stromkreis zum Platzieren der Messklemmen nicht unterbrochen wird. | Der Strom wird in Ampere gemessen und über einen Leiter gemessen. Das Messen des Stroms ist schwieriger, da der Leiter unterbrochen werden muss, um die Messklemmen zu platzieren, oder hochentwickelte Klemmamperemeter verwendet werden sollten. |
Zusammenfassung - Spannung gegen Strom
In einem elektrischen Feld wird die Potentialdifferenz zwischen zwei beliebigen Punkten als Spannungsdifferenz bezeichnet. Es sollte immer eine Spannungsdifferenz vorhanden sein, um einen Strom zu erzeugen. In einer Spannungsquelle wie einer Fotozelle oder einer Batterie tritt eine Spannung aufgrund der Ansammlung von Ladungen an den Anschlüssen auf. Wenn diese Klemmen mit einem Draht verbunden sind, beginnt aufgrund der Spannungsdifferenz zwischen den Klemmen ein Strom zu fließen. Nach dem Ohmschen Gesetz ändert sich der Strom in einem Leiter proportional zur Spannung. Obwohl Strom und Spannung durch den Widerstand miteinander verbunden sind, kann Strom ohne Spannung nicht existieren. Dies ist der Unterschied zwischen Strom und Spannung.
