Sự khác biệt chính - Dòng điện so với Điện áp
Trong điện trường, các điện tích chịu tác dụng của lực tác dụng lên chúng; do đó, công việc phải được thực hiện trên một hạt mang điện để di chuyển từ một điểm trong điện trường đến một điểm khác. Công này được định nghĩa là hiệu điện thế giữa hai điểm đó. Hiệu điện thế còn được gọi là Hiệu điện thế giữa hai điểm. Chuyển động hoặc dòng điện tích dưới tác dụng của hiệu điện thế được gọi là dòng điện. Sự khác biệt cơ bản giữa dòng điện và điện áp là dòng điện luôn bao gồm chuyển động của các điện tích trong điện trường trong khi điện áp không liên quan đến dòng điện tích. Điện áp chỉ xảy ra do sự tồn tại của điện tích không cân bằng.
Điện áp là gì?
Vì một nguyên tử có cùng số proton và electron, nên tất cả các vật chất ổn định trong vũ trụ đều cân bằng điện. Tuy nhiên, các hạt mang điện tích dương hoặc âm có thể có nhiều hoặc ít electron hơn proton do các tác động vật lý và hóa học bên ngoài. Dưới sự tập hợp của các điện tích giống nhau, có một điện trường tạo ra thế năng hoặc hiệu điện thế tại mọi điểm xung quanh nó. Điện áp có thể được coi là thuộc tính cơ bản nhất của điện năng. Nó được đo bằng vôn (V) bằng vôn kế.
Hiệu điện thế tại một điểm luôn được coi là hiệu giữa hai điểm, hoặc tại một điểm cụ thể, hiệu điện thế được coi là tương ứng với vô cùng nơi điện thế bằng không. Theo quan điểm của mạch điện, trái đất được coi là điểm có thế năng bằng không; do đó, điện áp tại mỗi điểm trên mạch được đo so với đất (hoặc mặt đất).
Một điện áp có thể được tạo ra do nhiều hiện tượng tự nhiên hoặc cưỡng bức. Sét là một ví dụ về điện áp do sự xuất hiện tự nhiên; hàng trăm triệu hiệu điện thế xuất hiện trong một đám mây do ma sát. Ở quy mô rất nhỏ, pin tạo ra điện áp bằng phản ứng hóa học, tích tụ các ion tích điện ở cực dương (cực dương) và cực âm (cực âm). Các tế bào quang điện trong các tấm pin mặt trời tạo ra một hiệu điện thế do sự giải phóng điện tử từ vật liệu bán dẫn hấp thụ ánh sáng mặt trời. Hiệu ứng tương tự có thể được nhìn thấy trong các điốt quang được sử dụng trong máy ảnh để phát hiện mức độ ánh sáng xung quanh.
Dòng điện là gì?
Dòng điện là một dòng chảy của một thứ gì đó, chẳng hạn như nước biển hoặc không khí trong khí quyển. Trong ngữ cảnh điện, một dòng điện tích, thường là dòng các electron chạy qua một vật dẫn, được gọi là dòng điện. Dòng điện được đo bằng ampe (A) bằng ampe kế. Ampe được định nghĩa là coulom trên giây và tỷ lệ với hiệu điện thế giữa hai điểm có dòng điện chạy qua.
Hình 01: Một mạch điện đơn giản
Như trong hình 01, khi dòng điện chạy qua điện trở thuần R, tỷ số điện áp trên dòng điện bằng R. Điều này được giới thiệu trong Định luật Ohm được cho là:
V=I x R
Nếu điện áp dV thay đổi trên cuộn dây, còn được gọi là cuộn cảm, dòng điện dI qua cuộn dây thay đổi theo:
dI=1 / L∫dV dt
Ở đây, L là độ tự cảm của cuộn dây. Điều này xảy ra vì cuộn dây có khả năng chống lại sự thay đổi điện áp trên nó và tạo ra điện áp ngược.
Trong trường hợp tụ điện, sự thay đổi của dòng điện qua nó dI như sau:
dI=C (dV / dt)
Ở đây, C là điện dung. Điều này là do sự phóng điện và sạc của tụ điện theo sự thay đổi điện áp.
Hình 02: Quy tắc Cánh tay phải của Fleming
Khi một vật dẫn chuyển động trong từ trường, dòng điện và sau đó là điện áp được tạo ra trên vật dẫn theo quy tắc bàn tay phải của Fleming.
Đây là cơ sở của máy phát điện trong đó một loạt các dây dẫn quay nhanh trong từ trường. Như đã giải thích trong phần trước, sự tích tụ điện tích tạo nên điện áp trong pin. Khi một dây dẫn nối hai đầu dây, một dòng điện bắt đầu chạy dọc theo dây dẫn, tức là các electron trong dây chuyển động do hiệu điện thế giữa các đầu dây. Điện trở của dây càng lớn thì dòng điện càng lớn và càng nhanh hết pin. Tương tự, tải tiêu thụ điện năng cao hơn sẽ tạo ra dòng điện cao hơn từ nguồn cung cấp. Ví dụ, một bóng đèn 100W được kết nối với nguồn điện 230V, dòng điện mà nó thu được có thể được tính là:
P=V × I
I=100W ÷ 230 V
I=0,434 A
Ở đây, khi công suất cao hơn, dòng điện tiêu thụ sẽ cao.
Sự khác biệt giữa Điện áp và Dòng điện là gì?
Điện áp so với hiện tại |
|
| Hiệu điện thế được định nghĩa là hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường. | Dòng điện được định nghĩa là chuyển động của các điện tích dưới sự chênh lệch thế năng trong điện trường. |
| Xuất hiện | |
| Điện áp thoát ra do sự tồn tại của điện tích. | Dòng điện được tạo ra với sự chuyển động của các điện tích. Không có dòng điện với các điện tích tĩnh. |
| Phụ thuộc | |
| Điện áp có thể tồn tại mà không tạo ra dòng điện; ví dụ: trong pin. | Dòng điện luôn phụ thuộc vào điện áp vì dòng điện tích không thể xảy ra nếu không có sự chênh lệch tiềm năng. |
| Đo | |
| Điện áp được đo bằng Volts. Nó luôn được đo đối với một điểm khác, ít nhất là trái đất trung tính. Do đó, việc đo điện áp rất dễ dàng vì không bị đứt mạch để đặt các cực đo. | Dòng điện được đo bằng Ampe và được đo qua một dây dẫn. Việc đo dòng điện khó khăn hơn vì dây dẫn phải bị đứt để đặt các đầu cực đo hoặc phải sử dụng các ampe kế kẹp phức tạp. |
Tóm tắt - Điện áp so với Dòng điện
Trong điện trường, hiệu điện thế giữa hai điểm bất kỳ được gọi là hiệu điện thế. Luôn luôn phải có một sự khác biệt điện áp để tạo ra một dòng điện. Trong nguồn điện áp như tế bào quang điện hoặc pin, điện áp xảy ra do sự tích tụ các điện tích ở các cực. Nếu các đầu cuối này được kết nối với một dây dẫn, dòng điện bắt đầu chạy do sự chênh lệch điện áp giữa các đầu cuối. Theo định luật Ohm, dòng điện trong vật dẫn thay đổi tỷ lệ thuận với hiệu điện thế. Mặc dù dòng điện và điện áp được kết nối với nhau bằng điện trở, nhưng dòng điện không thể tồn tại nếu không có điện áp. Đây là sự khác biệt giữa dòng điện và điện áp.
