Unterschied zwischen Strom und Spannung

Schlüsseldifferenz - Strom vs. Spannung

In einem elektrischen Feld werden elektrische Ladungen durch eine auf sie wirkende Kraft beeinflusst; Daher muss an einem geladenen Teilchen gearbeitet werden, um sich von einem Punkt in einem elektrischen Feld zu einem anderen Punkt zu bewegen. Diese Arbeit ist definiert als die elektrische Potenzialdifferenz zwischen diesen beiden Punkten. Die elektrische Potenzialdifferenz wird auch als Spannung zwischen zwei Punkten bezeichnet. Eine Bewegung oder ein Fluss elektrischer Ladungen unter der Wirkung der Potentialdifferenz wird als elektrischer Strom bezeichnet. Der Hauptunterschied zwischen Strom und Spannung ist das Ein Strom beinhaltet immer eine Bewegung elektrischer Ladungen unter einem elektrischen Feld, während die Spannung keinen Ladungsfluss beinhaltet. Eine Spannung tritt nur aufgrund einer unausgeglichenen Ladung auf.

INHALT
1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist Spannung?
3. Was ist aktuell?
4. Side-by-Side-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 aufweisen. Bei einer Ansammlung ähnlicher Ladungen entsteht ein elektrisches Feld, das jedem Punkt um sich herum ein elektrisches Potential oder eine Spannung gibt. 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 eine Differenz zwischen zwei Punkten betrachtet, oder an einem bestimmten Punkt wird die Spannung in Bezug auf unendlich betrachtet, wo das Potential Null ist. Aus Sicht der elektrischen Schaltung wird die Erde als Nullpotentialpunkt betrachtet; Daher wird die Spannung an jedem Punkt des Stromkreises in Bezug auf die Erde (oder Masse) gemessen..

Eine Spannung kann durch viele natürliche oder erzwungene Phänomene erzeugt werden. Ein Blitz ist ein Beispiel für eine Spannung aufgrund eines natürlichen Auftretens; Hunderte Millionen von Spannungen treten aufgrund von Reibung in einer Wolke auf. In einem sehr kleinen Maßstab erzeugt eine Batterie durch eine chemische Reaktion eine Spannung, die geladene Ionen in den positiven (Anoden) und negativen (Kathoden) Anschlüssen ansammelt. In Solarzellen enthaltene Photovoltaikzellen erzeugen eine Spannung als Ergebnis der Elektronenfreisetzung aus dem Halbleitermaterial, das das Sonnenlicht absorbiert. Ein ähnlicher Effekt ist bei Fotodioden zu erkennen, die in Kameras zur Erfassung des Umgebungslichtpegels verwendet werden.

Was ist ein Strom??

Eine Strömung ist eine Strömung von etwas, wie etwa Meerwasser oder atmosphärische Luft. In einem elektrischen Zusammenhang ist ein Strom elektrischer Ladungen, am häufigsten ein Elektronenstrom durch einen Leiter, als elektrischer Strom bekannt. Der Strom wird in Ampere (A) mit einem Amperemeter gemessen. Ampere wird als Coulomb pro Sekunde definiert 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 Verhältnis von Spannung zu Strom gleich R, wenn der Strom durch einen reinen Widerstand R fließt. Dies wird eingeführt Ohm'sches Gesetz was ist gegeben als:

V = I x R

Wenn die Spannung dV über eine Spule, auch Induktor genannt, ändert sich ein Strom dI durch die spule wechselt nach:

dI = 1 / L · dV dt

Hier ist L die Induktivität der Spule. Dies geschieht, da die Spule der Spannungsänderung an der Spule widersteht und eine Gegenspannung erzeugt.

Im Falle eines Kondensators die Änderung des Stroms über ihm dI ist 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: Rechte Hand von Fleming

Wenn sich ein Leiter über ein Magnetfeld bewegt, wird nach der Rechtsregel von Fleming ein Strom und anschließend eine Spannung über dem Leiter erzeugt.

Dies ist die Basis des elektrischen Generators, in dem sich eine Reihe von Leitern schnell über ein Magnetfeld dreht. Wie im vorherigen Abschnitt erläutert, wird durch die Akkumulation von Ladungen eine Spannung in einer Batterie erzeugt. Wenn ein Draht die beiden Anschlüsse verbindet, beginnt ein Strom entlang des Drahtes zu fließen, d. H. Elektronen im Draht bewegen sich aufgrund der Spannungsdifferenz zwischen den Anschlüssen. Je größer der Widerstand des Drahtes ist, desto größer ist der Strom und desto schneller entlädt sich die Batterie. In ähnlicher Weise zieht eine höhere Energie verbrauchende Last einen höheren Strom aus der Versorgung. Wenn beispielsweise eine 100-W-Lampe an eine 230-V-Versorgung angeschlossen ist, kann der Strom, den sie zieht, wie folgt berechnet werden:

P = V × I
I = 100W ÷ 230 V
I = 0,434 A

Wenn hier die Leistung höher ist, ist der Stromverbrauch hoch.

Was ist der Unterschied zwischen Spannung und Strom??

Spannung gegen Strom
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
Spannung tritt aufgrund elektrischer Ladungen auf.	Strom wird mit einer Ladungsbewegung erzeugt. Es gibt keinen Strom mit statischen elektrischen Ladungen.
Abhängigkeit
Spannung kann vorhanden sein, ohne einen Strom zu erzeugen; zum Beispiel in Batterien.	Der Strom hängt immer von der Spannung ab, da ein Ladungsfluss nicht ohne Potentialdifferenz auftreten kann.
Messung
Die Spannung wird in Volt gemessen. Es wird immer in Bezug auf einen anderen Punkt gemessen, zumindest auf die neutrale Erde. Daher ist die Messung der Spannung einfach, da eine Schaltung zum Platzieren der Messanschlüsse 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 es sollten hochentwickelte Klemmmeter verwendet werden.

Zusammenfassung - Spannung gegen Strom

In einem elektrischen Feld wird die Potentialdifferenz zwischen zwei beliebigen Punkten als Spannungsdifferenz bezeichnet. Es sollte immer eine Spannungsdifferenz geben, um einen Strom zu erzeugen. In einer Spannungsquelle wie einer Fotozelle oder einer Batterie tritt aufgrund der Ladungsakkumulation an den Anschlüssen eine Spannung auf. Wenn diese Klemmen mit einem Draht verbunden sind, beginnt aufgrund der Spannungsdifferenz zwischen den Klemmen ein Strom zu fließen. Gemäß dem Ohmschen Gesetz ändert sich der Strom in einem Leiter proportional mit der Spannung. Obwohl Strom und Spannung durch den Widerstand miteinander verbunden sind, kann Strom ohne Spannung nicht existieren. Dies ist die Differenz zwischen Strom und Spannung.

Referenz:
1. Blitz (2017, 26. Mai). Abgerufen am 29. Mai 2017 von https://en.wikipedia.org/wiki/Lightning
2. Photovoltaik-Effekt (2017, 23. März). Abgerufen am 29. Mai 2017 von https://en.wikipedia.org/wiki/Photovoltaic_effect
3. Der Automation Store. (n.d.). Abgerufen am 29. Mai 2017 von https://www.theautomationstore.com/ using-a-multimeter-voltmeter-ameter-and-an-ohmmeter
4. Flemings rechte Handregel. (2017, 14. Februar). Abgerufen am 29. Mai 2017 von https://en.wikipedia.org/wiki/Fleming%27s_right-hand_rule

Bildhöflichkeit:
1. „OhmsLaw“ von Waveguide2 (talk) (Übertragen vonNk / ursprünglich von Waveguide2 hochgeladen) - (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. "RightHandOutline" Von Douglas Morrison DougM - de.wiki (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia