В чем разница переменного тока и постоянного? Чем мощность отличается от напряжения

В чем разница переменного тока и постоянного?

Лишь немногие способны реально осознать, что переменный и постоянный ток чем-то отличаются. Не говоря уже о том, чтобы назвать конкретные различия. Цель данной статьи – объяснить основные характеристики этих физических величин в терминах, понятных людям без багажа технических знаний, а также предоставить некоторые базовые понятия, касающиеся данного вопроса.

Сложности визуализации

Большинству людей не составляет труда разобраться с такими понятиями, как «давление», «количество» и «поток», поскольку в своей повседневной жизни они постоянно сталкиваются с ними. Например, легко понять, что увеличение потока при поливе цветов увеличит количество воды, выходящей из поливочного шланга, в то время как увеличение давления воды заставит ее двигаться быстрее и с большей силой.

Электрические термины, такие как «напряжение» и «ток», обычно трудно понять, поскольку нельзя увидеть или почувствовать электричество, движущееся по кабелям и электрическим контурам. Даже начинающему электрику чрезвычайно сложно визуализировать происходящее на молекулярном уровне или даже четко понять, что собой представляет, например, электрон. Эта частица находятся вне пределов сенсорных возможностей человека, ее невозможно увидеть и к ней нельзя прикоснуться, за исключением случаев, когда определенное количество их не пройдет через тело человека. Только тогда пострадавший определенно ощутит их и испытывает то, что обычно называют электрическим шоком.

Тем не менее, открытые кабели и провода большинству людей кажутся совершенно безвредными только потому, что они не могут увидеть электронов, только и ждущих того, чтобы пойти по пути наименьшего сопротивления, которым обычно является земля.

разница переменного тока и постоянного

Аналогия

Понятно, почему большинство людей не могут визуализировать то, что происходит внутри обычных проводников и кабелей. Попытка объяснить, что что-то движется через металл, идет вразрез со здравым смыслом. На самом базовом уровне электричество не так сильно отличается от воды, поэтому его основные понятия довольно легко освоить, если сравнить электрическую цепь с водопроводной системой. Основное различие между водой и электричеством заключается в том, что первая заполняет что-либо, если ей удастся вырваться из трубы, в то время как второе для передвижения электронов нуждается в проводнике. Визуализируя систему труб, большинству легче понять специальную терминологию.

Напряжение как давление

Напряжение очень похоже на давление электронов и указывает, как быстро и с какой силой они движутся через проводник. Эти физические величины эквивалентны во многих отношениях, включая их отношение к прочности трубопровода-кабеля. Подобно тому, как слишком большое давление разрывает трубу, слишком высокое напряжение разрушает экранирование проводника или пробивает его.

постоянный и переменный ток разница

Ток как поток

Ток представляет собой расход электронов, указывающий на то, какое их количество движется по кабелю. Чем он выше, тем больше электронов проходит через проводник. Подобно тому, как большое количество воды требует более толстых труб, большие токи требуют более толстых кабелей.

Использование модели водяного контура позволяет объяснить и множество других терминов. Например, силовые генераторы можно представить как водяные насосы, а электрическую нагрузку – как водяную мельницу, для вращения которой требуется поток и давление воды. Даже электронные диоды можно рассматривать как водяные клапаны, которые позволяют воде течь только в одну сторону.

Постоянный ток

Какая разница между постоянным и переменным током, становится ясно уже из названия. Первый представляет собой движение электронов в одном направлении. Очень просто визуализировать его с использованием модели водяного контура. Достаточно представить, что вода течет по трубе в одном направлении. Обычными устройствами, создающими постоянный ток, являются солнечные элементы, батареи и динамо-машины. Практически любое устройство можно спроектировать так, чтобы оно питалось от такого источника. Это почти исключительная прерогатива низковольтной и портативной электроники.

Постоянный ток довольно прост, и подчиняется закону Ома: U = I × R. Мощность нагрузки измеряется в ваттах и равна: P = U × I.

разница между постоянным и переменным током

Из-за простых уравнений и поведения постоянный ток относительно легко осмыслить. Первые системы передачи электроэнергии, разработанные Томасом Эдисоном еще в XIX веке, использовали только его. Однако вскоре разница в переменном токе и постоянном стала очевидной. Передача последнего на значительные расстояния сопровождалась большими потерями, поэтому через несколько десятилетий он был заменен более выгодной (тогда) системой, разработанной Николой Теслой.

Несмотря на то что коммерческие силовые сети всей планеты в настоящее время используют переменный ток, ирония заключается в том, что развитие технологии сделало передачу постоянного тока высокого напряжения на очень больших расстояниях и при экстремальных нагрузках более эффективной. Что, например, используется при соединении отдельных систем, таких как целые страны или даже континенты. В этом заключается еще одна разница в переменном токе и постоянном. Однако первый по-прежнему используется в низковольтных коммерческих сетях.

постоянный ток и переменный ток разница

Постоянный и переменный ток: разница в производстве и использовании

Если переменный ток намного проще производить с помощью генератора, используя кинетическую энергию, то батареи могут создавать только постоянный. Поэтому последний доминирует в схемах питания низковольтных устройств и электроники. Аккумуляторы могут заряжаться только от постоянного тока, поэтому переменный ток сети выпрямляется, когда аккумулятор является основной частью системы.

Широко распространенным примером может служить любое транспортное средство – мотоцикл, автомобиль и грузовик. Генератор, устанавливаемый на них, создает переменный ток, который мгновенно преобразуется в постоянный с помощью выпрямителя, поскольку в системе электроснабжения присутствует аккумулятор, и большинству электроники для работы требуется постоянное напряжение. Солнечные элементы и топливные ячейки также производят только постоянный ток, который затем при необходимости можно преобразовать в переменный с помощью устройства, называемого инвертором.

постоянный и переменный ток чем отличаются

Направление движения

Это еще один пример разницы постоянного тока и переменного тока. Как следует из названия, последний представляет собой поток электронов, который постоянно меняет свое направление. С конца XIX века почти во всех бытовых и промышленных электрических всего мира используется синусоидальный переменный ток, поскольку его легче получить и гораздо дешевле распределять, за исключением очень немногих случаев передачи на большие расстояния, когда потери мощности вынуждают использовать новейшие высоковольтные системы постоянного тока.

У переменного тока есть еще одно большое преимущество: он позволяет возвращать энергию из точки потребления обратно в сеть. Это очень выгодно в зданиях и сооружениях, которые производят больше энергии, чем потребляют, что вполне возможно при использовании альтернативных источников, таких как солнечные батареи и ветряные турбины. Тот факт, что переменный ток позволяет обеспечить двунаправленный поток энергии, является основной причиной популярности и доступности альтернативных источников питания.

какая разница между постоянным и переменным током

Частота

Когда дело доходит до технического уровня, к сожалению, объяснить, как работает переменный ток, становится сложно, поскольку модель водяного контура к нему не совсем подходит. Однако можно визуализировать систему, в которой вода быстро меняет направление потока, хотя не понятно, как она при этом будет делать что-то полезное. Переменный ток и напряжение постоянно меняют свое направление. Скорость изменения зависит от частоты (измеряемой в герцах) и для бытовых электрических сетей обычно составляет 50 Гц. Это означает, что напряжение и ток меняют свое направление 50 раз в секунду. Вычислить активную составляющую в синусоидальных системах довольно просто. Достаточно разделить их пиковое значение на √2.

Когда переменный ток меняет направление 50 раз в секунду, это означает, что лампы накаливания включаются и выключаются 50 раз в секунду. Человеческий глаз не может это заметить, и мозг просто верит, что освещение работает постоянно. В этом заключается еще одна разница в переменном токе и постоянном.

Векторная математика

Ток и напряжение не только постоянно меняются – их фазы не совпадают (они несинхронизированные). Подавляющее большинство силовых нагрузок переменного тока вызывает разность фаз. Это означает, что даже для самых простых вычислений нужно применять векторную математику. При работе с векторами невозможно просто складывать, вычитать или выполнять любые другие операции скалярной математики. При постоянном токе, если по одному кабелю в некоторую точку поступает 5A, а по другому – 2A, то результат равен 7A. В случае переменного это не так, потому что итог будет зависеть от направления векторов.

Коэффициент мощности

Активная мощность нагрузки с питанием от сети переменного тока может быть рассчитана с помощью простой формулы P = U × I × cos (φ), где φ – угол между напряжением и током, cos (φ) также называется коэффициентом мощности. Это то, чем отличаются постоянный и переменный ток: у первого cos (φ) всегда равен 1. Активная мощность необходима (и оплачивается) бытовыми и промышленными потребителями, но она не равна комплексной, проходящей через проводники (кабели) к нагрузке, которая может быть рассчитана по формуле S = U × I и измеряется в вольт-амперах (ВА).

Разница между постоянным и переменным током в расчетах очевидна – они становятся более сложными. Даже для выполнения самых простых вычислений требуется, по крайней мере, посредственное знание векторной математики.

сварка переменным и постоянным током разница

Сварочные аппараты

Разница между постоянным и переменным током проявляется и при сварке. Полярность дуги оказывает большое влияние на ее качество. Электрод-позитивная сварка проникает глубже, чем электрод-негативная, но последняя ускоряет наплавление металла. При постоянном токе полярность всегда постоянная. При переменном она меняется 100 раз в секунду (при 50 Гц). Сварка при постоянном предпочтительнее, так как она производится более ровно. Разница в сварке переменным и постоянным током заключается в том, что в первом случае движение электронов на долю секунды прерывается, что приводит к пульсации, неустойчивости и пропаданию дуги. Этот вид сварки используется редко, например, для устранения блуждания дуги в случае электродов большого диаметра.

fb.ru

Напряжение тока – важное понятие электротехники

Электричество – наиболее используемый человеком вид энергии. Без преувеличения можно сказать, что определение электрического тока как упорядоченного движения электронов хорошо известно еще из школьного учебника физики. Но вот что такое напряжение тока и каким образом обеспечивается это «упорядоченное движение», ответит далеко не каждый. Вспомним, что электрон, элементарный электрический заряд, сам по себе по проводнику не движется. С другой стороны, только движение зарядов по цепи сопровождается выполнением полезной работы в виде превращения энергии из одного вида в другой. Именно благодаря этим превращениям электрический ток в одних случаях накаляет нить лампочки, а в других – вращает ротор электродвигателя. В первом случае имеем превращение электрической энергии в тепловую, а во втором – в магнитную. Энергия движущихся зарядов расходуется за счет источника, который поддерживает электрический ток в цепи. Протекая по проводнику, ток переносит энергию источника ЭДС до потребителя – нити накала, обмоток электродвигателя и т.д.

Если определить ток как количество зарядов, протекающих по проводнику, то можно сказать, что работа тока зависит от количества этих зарядов в единицу времени. А от чего зависит электрический ток в цепи? Рассмотрим модель протекания тока на примере водяной струи, вытекающей из отверстия в нижней части цилиндра, заполненного доверху. Представим, что в нашей модели цилиндр - это проводник, а вода – это большое число капелек-электронов. Тогда совершенно ясно, что вытекающее за единицу времени количество воды зависит от двух параметров – давления столба воды, которое в электрических цепях именуется как напряжение тока, и диаметра отверстия – аналога электрического сопротивления. Высота водяного столба в данной модели определяет верхний потенциал источника энергии, капельки-заряды похожи на поток электронов, которые перемещаются от верхнего слоя к нижнему. Потенциальная энергия водяной массы, т.е. способность выполнить некоторую полезную работу, на верхнем и нижнем уровнях разная. Благодаря наличию разницы потенциалов вода может вытекать из отверстия и с преобразованием потенциальной энергии столба воды в кинетическую энергию струи воды. Если высоту водяного столба увеличивать, то разность потенциалов, или напряжение тока, увеличивается, и сила тока, точнее, масса вытекающей в единицу времени воды, также растет. Таким образом, предложенная модель показывает прямо пропорциональную зависимость силы тока от напряжения.

В теории электричества этот вывод записывается следующим образом: I = f(U)* K, где I - ток, U – напряжение, а K – индивидуальная характеристика реакции электрической цепи на проходящий ток - проводимость. В технике обычно применяют величину, обратную проводимости R = 1/K , и называется она «сопротивление». Сопротивление обычно трактуется как полезная нагрузка цепи. В нашей модели таким «сопротивлением» выступает площадь отверстия для слива воды: чем она больше, тем больше ее проходимость, или, говоря языком электротехники, проводимость, а значит, сопротивление потоку воды уменьшается.

На модели наглядно видно, как потенциальная энергия потока капелек-зарядов преобразуется в кинетическую энергию вытекающей струи. Чем меньше сопротивление (или больше проводимость), тем большая механическая работа выполняется над массой воды. Иначе говоря, полезные нагрузки разных видов – это преобразователи тока, например, нить накаливания преобразует электрическую энергию в тепловую и световую, катушка реле преобразует электрическую энергию в магнитную и т.д.

Возвращаясь к электрическим цепям, можно сделать вывод, что сила тока I и напряжение тока U являются электрическими параметрами, определяющими работу тока А (А= U*I).

При этом сила тока определяется количеством перенесенного заряда, а напряжение и есть та причина, которая заставляет электроны «упорядоченно» перемещаться от большего потенциала к меньшему. Если напряжение тока отсутствует, то никакое количество свободных электронов в веществе не приведет к движению зарядов. Это значит, что отсутствие напряжения тока не приводит к передаче энергии.

Хорошей демонстрацией полученных выводов являются гидроэлектростанции: их строят с использованием большого перепада уровней (потенциалов) воды. Здесь масса падающей воды подобна току, а разница уровней верхнего и нижнего бьефов играет роль перепада потенциалов.

fb.ru

Чем отличается ток от напряжения

» Что же такое напряжение тока? 20.01.2014

Как только дети по школьной программе начинают изучать такой предмет как физика, то преподаватели им практически сразу начинают говорить о том, что между напряжением и током очень большая разница, и ее знания всем понадобится дальше по жизни. А это значит что выражение «напряжение тока» не совсем правильное.

Это необходимо всем знать

И все-таки об отличиях между этими двумя понятиями нынче чаще всего даже взрослый индивидуум не может рассказать. А ведь каждому необходимо знать эту разницу, потому как с напряжением и током мы сталкиваемся в повседневной жизни, к примеру, когда включаем зарядное устройство для телефона или телевизор в розетку.

Сейчас постараемся объяснить, что такое напряжение тока. Понятие ток и напряжение это два понятия, которых смешали. Ток это величина, которая показывает количество электронов (других частиц), которые движутся куда-либо. Напряжение является мерой суровости данного движения.

Все проще, чем кажется

Как пример малого напряжения может прослужить спокойный ламинарный вход людей, которые торопятся в вагон метро. А как пример большего напряжения может прослужить случай, когда в конце очереди двое молодых человек с огромной силой проталкивают людей в двери, и люди трутся об стены и косяки.

Мощность является произведение этих двух значений. При помощи трансформатора можно увеличить ток и уменьшить напряжение, и наоборот, но при этом произведение остается прежней, ток может уменьшиться в два раза, если увеличить напряжение в столько же раз.

Это имеет достаточно большое значение. Дело в том, что провода имеют сопротивление, и сразу большое количество электронов начинают мешать друг другу двигаться. А это значит, что при большом токе имеется большое сопротивление, и чем больше будет ток, тем больше становится сопротивление.

А если пустить маленькое количество электронов, но с большим напряжением дает возможность передать такую, же мощность по тонким проводам с незначительными потерями. Именно по этой причине имеются высоковольтные линии передач и рядом с каждым домом понижающие трансформаторы.

Определение электрического тока

Электрический ток является упорядоченным движением заряженных электронов, отрицательных и положительных ионов. Как направление тока электрического принимается направление движения заряженных положительных частиц. По его действием определяют о наличии тока:

химическому;
тепловому;
магнитному.

Одной из самых важных характеристик электрического тока это, конечно же, его сила. Сила тока является отношением

заряда q переносимый по поперечное сечение проводника за определенное время t к данному промежутку. I = q /t Измеряется сила тока в амперах.

Если со временем сила тока не меняется, то этот ток называют постоянным. Группа электрических устройств называется электрической цепью. Которая в свою очередь составляет путь для прохода электрического тока. К таким устройствам относятся:

1. Источник электромагнитной энергии, то есть генератор, либо источник электрических сигналов — аккумуляторы, гальванические элементы;
2. Потребители или приемники;
3. Конструкция передачи и перевод электрической энергии (трансформаторы, различные провода и кабели). В источниках электроэнергии, а именно в генераторах, гальванических элементах, аккумуляторах происходит превращение механической, тепловой и химической энергии в электрическую энергию. Электрические двигатели, лампы, а также электронагревательные приборы, то есть приемники электроэнергии наоборот превращают электроэнергию в тепловую, механическую, а также световую энергию.

Вывод:

Различие между напряжением и током заключается в определении, но в тоже время оба понятия зависят друг от друга. Их можно получить в результате различных процессов.

Видео: Что такое напряжение тока

Определение

Током называется процесс, когда под воздействием электрического поля начинается упорядоченное движение заряженных частиц. Частицами могут выступать самые разные элементы, все зависит от конкретного случая. Если мы говорим о проводниках, то частицами в данной ситуации являются электроны. Изучая электричество, люди стали понимать, что возможности тока позволяют использовать его в самых разных областях, включая медицину. Ведь электрические заряды помогают реанимировать больных, восстанавливать работу сердца. Кроме того, ток применяют в лечении таких сложных заболеваний, как эпилепсия или болезнь Паркинсона. В быту же электрический ток просто незаменим, ведь с его помощью в наших квартирах и домах горит свет, работают электроприборы.Напряжение – понятие куда более сложное, нежели ток. Единичные положительные заряды перемещаются из разных точек: из низкого потенциала в высокий. И напряжением называется энергия, затрачиваемая на это перемещение. Для простоты понимания часто приводят пример с течением воды между двумя банками: ток – это сам поток воды, а напряжение показывает разницу уровней в двух банках. Соответственно, течение будет до тех пор, пока уровни не сравнятся.

В чем отличие тока от напряжения

Наверное, основную разницу между током и напряжением можно было заметить уже из определения. Но для удобства мы приведем два основных различия между рассматриваемыми понятиями с более подробным описанием:Ток – это количество электричества, в то время как напряжением называют меру потенциальной энергии. Иными словами, оба этих понятия сильно зависят друг от друга, но при этом являются очень разными. I (сила тока) = U (напряжение) / R (сопротивление). Это главная формула, по которой можно вычислить зависимость силы тока от напряжения. На сопротивление влияет целый ряд факторов, включая материал, из которого сделан проводник, температура, внешние условия.Разница в получении. Воздействие на электрические заряды в разных приборах (например, батареях или генераторах) создает напряжение. А ток получается путем прикладывания напряжения между точками схемы.

Напряжение и ток - это количественные понятия, о которых следует помнить всегда, когда дело касается электронной схемы. Обычно они изменяются во времени, в противном случае работа схемы не представляет интереса.

Напряжение (условное обозначение U, иногда Е). Напряжение между двумя точкми - это энергия (или работа), которая затрачивается на перемещение единичного положительного заряда из точки с низким потенциалом в точку с высоким потенциалом (т. е. первая точка имеет более отрицательный потенциал по сравнению со второй). Иначе говоря, это энергия, которая высвобождается, когда единичный заряд «сползает» от высокого потенциала к низкому. Напряжение называют также разностью потенциалов или электродвижущей силой . Единицей измерения напряжения служит вольт. Обычно напряжение измеряют в вольтах (В), киловольтах , милливольтах или микровольтах (см. разд. «Приставки для образования кратных и дольных единиц измерения», напечатанный мелким шрифтом). Для того чтобы переместить заряд величиной 1 кулон между точками, имеющими разность потенциалов величиной 1 вольт, необходимо совершить работу в 1 джоуль. (Кулон служит единицей измерения электрического заряда и равен заряду приблизительно электронов.) Напряжение, измеряемое в нановольтах или в мегавольтах , встречается редко; вы убедитесь в этом, прочитав всю книгу.

Ток (условное обозначение ). Ток - э

homele.ru

природа электрических явлений, основные отличия их друг от друга

Электричество в жизни современного человека играет огромную роль. Однако далеко не все понимают принципы и ценность этого явления. Основные характеристики электричества — это две зависящие друг от друга величины: напряжение и сила тока. Для того чтобы знать, чем они отличаются друг от друга, нужно понять их природу. И то, и другое могут иметь как постоянный, так и переменный характер.

Физические проявления

Физически ощутить проявления электричества человеку можно только опосредованно. Если попробовать на язык батарейку — можно почувствовать пощипывание. Это следствие протекания малого тока через организм. Чувствительная слизистая языка уже ощущает это раздражение. Можно увидеть искры статического электричества между двумя заряженными объектами, например, синтетическими тканями, или в школьном опыте с динамо-машиной. Все это следствие накопления заряда или потенциального напряжения.

Чтобы узнать, что такое сила тока, нужно определиться с понятием заряда. Как известно, вся материя в мире состоит из атомов. Атомы, в свою очередь, состоят из протонов, нейтронов и электронов. Среди этих частиц нейтрально заряжены только нейтроны. Протоны и электроны обладают потенциальной энергией — электрическим зарядом, который, в частности, и держит атомы в цельном состоянии.

Протоны и нейтроны находятся в ядре атома. Электроны же, напротив, располагаются далеко от ядра и движутся вокруг него по орбитам, сходным с орбитами планет солнечной системы. Чем дальше находится электрон от ядра, тем меньше его связь с центром атома, и тем проще он может потеряться. В различных материалах электроны ведут себя по-разному.

В металлах они слабо связаны с ядром и свободно перемещаются внутри вещества. Однако их общее количество в предмете с нейтральным зарядом всегда должно соответствовать количеству протонов.

Если электроны вследствие каких-то действий покидают вещество, они уносят с собой заряд. Соответственно, заряд, оставшийся в протонах вещества, будет накоплен этим веществом. Электроны могут унести заряд в случаях:

Трения двух веществ друг о друга.
Воздействия ультрафиолета или радиации.
Быстрого перепада температур.

Таким образом, между предметами возникает разность потенциалов, или напряжение, способное вызвать искру. А искра — это уже проявление электрического тока. Заряды разного знака всегда притягиваются друг к другу. Если электроны перешли с одного материала на другой, то один материал накопил положительный заряд, а другой — отрицательный.

При их сближении электроны притянутся к положительно заряженному телу — и возникнет искра. То есть электроток — это движение заряженных ча

Аналогия с гидравликой

Слово ток имеет происхождение от слова течение. Соответственно, можно провести аналогию течения жидкости с электрическим током. Протекание жидкости возможно из одного места в другое, только если возникает сила, заставляющая ее сделать это. В самом простом случае — это разница уровней жидкости. То есть потенциальная энергия, заставляющая жидкое вещество течь от более высокого уровня к более низкому.

Аналогом разности уровней жидкости будет разность потенциалов или напряжение. Аналогом силы тока будет напор потока воды, создаваемый этой разностью уровней. Примеры потоков жидкости:

Водопад.
Поток, создаваемый водонапорной башней.
Реки, текущие туда, где есть наклон территории.

Везде вода течет туда, где уровень меньше, а электроток — от большего напряжения к меньшему.

Связь величин законом Ома

Электротехнические величины также зависят и от материала, в котором протекает . Эти параметры определяются электросопротивлением вещества. Сопротивление бывает как бесконечно большим у диэлектриков, так и падать практически до нуля в условиях сверхпроводимости. Оно зависит от формы проводника (его длины и сечения) и вещества, из которого он изготовлен.

В обычных условиях сопротивление определяется по закону Ома как отношение напряжения к силе тока на участке цепи. То есть разность потенциалов можно найти как произведение силы тока на сопротивление. Знать, чем отличается сила тока от напряжения очень важно для электротехнических расчетов. На этом базируются все основы функционирования электрических цепей.

Постоянный и переменный

Сила тока и напряжение могут быть как постоянными, так и переменными. Постоянство величины говорит о ее неизменности во времени. Напротив, переменные величины периодически изменяют свое значение во времени. Если напряжение питания окажется переменным, то и сила тока, генерируемая им, будет переменной величиной. Это значит, что оба этих значения будут то увеличиваться, то уменьшаться. Форма сигнала может быть различной:

Синусоидальный сигнал (плавное возрастание — убывание).
Меандр (прямоугольный, треугольный сигнал), когда значение резко претерпевает изменение.
Пульсирующий сигнал, изменяющийся то плавно, то резко, согласно некоторому закону.

Вне зависимости от того, постоянным или переменным является ток, его главное отличие от напряжения — то, что ток — это движение носителей заряда, а напряжение — причина этого движения.

220v.guru

Какая разница между током от напряжением?

Вопрос только на первый взгляд может показаться глупым. Опыт показал, что не многие люди могут ответить на него грамотно. Известную сумятицу вносит язык: в выражении вроде таких — » в продаже имеется источник постоянного тока 6 вольт» смысл искажен. На самом деле в этом случае предполагается, конечно, исshy;точник напряжения, а не тока, ведь «ток в вольтах никто не измеряет, но так говорить нельзя. Точнее всего будет сказать mdash; «источник питания постоянноshy;го напряжения 6 вольт», а писать можно и «источник питания = 6 В» тогда символ «=» будет говорить нам, что это именно постоянное напряжение, а ни в коем случае не «переshy;менное. Впрочем, и здесь мы иногда можем «ошибаться» mdash; язык это язык.

Чтобы понять все это, напомним точные определения из справочника (зазубривать их mdash; очень полезно). Итак, ток, а «точнее, его величина, это количество заряда, протходящее через сечение проводниshy;ка за единицу времени: I = Qlt. Единицу тока называют «ампер» и размерshy;ность ееmdash; кулоны в секунду. Знание сего факта пригодится нам позднее. Куда» запутанней выйдетт история с напряжением — величина напряshy;жения это разность потенциалов между двумя точками материи. Мериют ее в вольтах, и размерность этой единицы измерения mdash; джоуль на кулон. Почему это так, легко осознать, погрузившись в понимание точного определения величины напряжения: 1 вольт это такая разность потенциаshy;лов, при которой передвижение заряда в 1 кулон потребует затраты энергии, которая будет равна 1 джоулю.

Все это прекрасно можно представить , сравнивая проводник и трубу, по которой течет вода. Используя такое сравнение, видим что величину тока можно себе легкоо представить как количество воды протекающей за секунду (это замечательная в своей точности аналогия), тогда напряжение mdash; как разница давлений на выходе и входе нашей трубы. Обычно «труба заканчивается открытым сливом, поэтому «давление на выходе будет равно атмосферному давлению, и его можно принять за эталонный уровень. Таким же образом в электрических схемах есть общий провод (или «общая шина» mdash;для краткости ее называshy;ют «землей», хотя это и неправильно, потенциал которого принимается за ноль, и относительно которого отshy;считываются все напряжения в схеме. Обычно (но не всегда!) за общий провод принимают минусовой вывод основного источника питания схемы.

Итак, вернемся к вопросу как же отличить ток от напряжения? Правильно будет сказать так: ток mdash; это количество электричества, а напряжение mdash; мера потенциальной энергии. Неразбирающийся в физике человек, само собой, начнет трясти головой, пытаясь понять, тогда вы дополните: представь себе камень который падает. Если камень небольшой (коshy;личество электричества мало), но падает с высоты (велико напряshy;жение), то он может создать удар такой же мощный, как и большой каshy;мень (много электричества), падающий с скромнойвысоты (напряжение небольшое).

На самом деле пример с камнем красив, но не точен mdash; труба с текущей водой гораздо точнее отображает процесс. Надо знать, что напряжение и ток обычно взаимосвязанны. (Слово «обычно» я использую так как в некоторых случаях mdash; источники напряжения или тока mdash; от этих связи пытаютсяя избаshy;виться, пусть полностью это никогда и не удается.) Да да, если вернуться к примеру с водой в трубе, то легко получить представление, как с увеличивающимся давленим в трубе(напряжеshy;ния) увеличивается количество текущей воды (ток). Говоря по-другому, зачем нам приходится использовать «насосы? Сложнее представить себе точно обратную завиshy;симость mdash; каким образом «ток может влиять на напряжение. Для этого нужно понять, саму сущность «сопротивления.

В первой половине девятнадцатого века физики не знали, как охарактеризовать зависимость тока от напряжения. Этому простое объяснение. Попробуйте выяснить экспериментальshy;но, как выглядит эта зависимость.

«Только благодаря»таланту Георга Ома удалось за всеми зарослями и преградами увидеть истиную природу сопротивления. «Тоесть, вывести, что зависимость тока от напряжения можно описать формулой: I = U/R. Величина сопротивления R зависит от материала из которого сделан проводник «и от внешних условий в средеmdash; особенно, от температуры.»

qalib.net

Каталог товаров