Diferenca kryesore – Rryma kundrejt tensionit
Në një fushë elektrike, ngarkesat elektrike ndikohen nga një forcë që vepron mbi to; Kështu, duhet të punohet në një grimcë të ngarkuar për të lëvizur nga një pikë e një fushe elektrike në një pikë tjetër. Kjo punë përcaktohet si diferenca e potencialit elektrik midis këtyre dy pikave. Diferenca e potencialit elektrik quhet edhe si Tension midis dy pikave. Një lëvizje ose një rrjedhë e ngarkesave elektrike nën efektin e ndryshimit të potencialit njihet si një rrymë elektrike. Dallimi kryesor midis rrymës dhe tensionit është se një rrymë përfshin gjithmonë një lëvizje të ngarkesave elektrike nën një fushë elektrike ndërsa voltazhi nuk përfshin një rrjedhë ngarkesash. Një tension ndodh vetëm për shkak të ekzistencës së një ngarkese të pabalancuar.
Çfarë është Tensioni?
Meqenëse një atom ka të njëjtin numër protonesh dhe elektronesh, e gjithë lënda e qëndrueshme në univers është e balancuar elektrikisht. Sidoqoftë, grimcat e ngarkuara pozitivisht ose negativisht mund të kenë më shumë ose më pak elektrone se protonet për shkak të efekteve të jashtme fizike dhe kimike. Nën një grumbull ngarkesash të ngjashme, lind një fushë elektrike që jep potencial elektrik ose një tension në çdo pikë rreth saj. Tensioni mund të trajtohet si vetia më themelore në energjinë elektrike. Ajo matet në volt (V) duke përdorur një voltmetër.
Potenciali elektrik në një pikë konsiderohet gjithmonë si një ndryshim midis dy pikave, ose në një pikë të caktuar, voltazhi konsiderohet në lidhje me pafundësinë ku potenciali është zero. Në këndvështrimin e qarkut elektrik, toka konsiderohet si një pikë me potencial zero; pra, tensioni në çdo pikë të qarkut matet në lidhje me tokën (ose tokën).
Një tension mund të prodhohet si rezultat i shumë dukurive natyrore ose të detyruara. Rrufeja është një shembull i tensionit për shkak të ndodhisë natyrore; qindra miliona një tension ndodh në një re për shkak të fërkimit. Në një shkallë shumë të vogël, një bateri prodhon një tension nga një reaksion kimik, duke grumbulluar jone të ngarkuar në terminalet pozitive (Anodë) dhe negative (katodë). Qelizat fotovoltaike të përfshira në panelet diellore gjenerojnë një tension si rezultat i lëshimit të elektroneve nga materiali gjysmëpërçues që thith dritën e diellit. Një efekt i ngjashëm mund të shihet në fotodiodat e përdorura në kamera për të zbuluar nivelin e dritës së ambientit.
Çfarë është një rrymë?
Një rrymë është një rrjedhë e diçkaje, siç është uji i detit ose ajri atmosferik. Në një kontekst elektrik, një rrjedhë e ngarkesave elektrike, më së shpeshti një rrjedhë e elektroneve përmes një përcjellësi, njihet si një rrymë elektrike. Rryma matet në amper (A) me një ampermetër. Amperi përcaktohet si kulonë për sekondë dhe është proporcional me diferencën e tensionit midis dy pikave ku rrjedh rryma.
Figura 01: Një qark i thjeshtë elektrik
Siç tregohet në figurën 01, kur rryma kalon përmes një rezistence të pastër R, raporti i tensionit ndaj rrymës është i barabartë me R. Kjo është paraqitur në ligjin e Ohm-it i cili jepet si:
V=I x R
Nëse tensioni dV po ndryshon në një spirale, e njohur gjithashtu si një induktor, një rrymë dI përmes spirales ndryshon sipas:
dI=1/L∫dV dt
Këtu, L është induktiviteti i spirales. Kjo ndodh pasi spiralja është rezistente ndaj ndryshimit të tensionit në të dhe prodhon një kundërtension.
Në rastin e një kondensatori, ndryshimi i rrymës në të gjithë atë dI është si më poshtë:
dI=C (dV/dt)
Këtu, C është kapaciteti. Kjo është për shkak të shkarkimit dhe karikimit të kondensatorit sipas variacionit të tensionit.
Figura 02: Rregulli i dorës së djathtë të Fleming
Kur një përcjellës lëviz nëpër një fushë magnetike, një rrymë dhe më pas një tension prodhohet nëpër përcjellës sipas rregullit të dorës së djathtë të Fleming.
Kjo është baza e gjeneratorit elektrik në të cilin një sërë përçuesish rrotullohen me shpejtësi nëpër një fushë magnetike. Siç u shpjegua në pjesën e mëparshme, akumulimi i ngarkesave krijon një tension në një bateri. Kur një tel lidh dy terminalet, një rrymë fillon të rrjedhë përgjatë telit, domethënë elektronet në tela lëvizin për shkak të ndryshimit të tensionit midis terminaleve. Sa më e madhe të jetë rezistenca e telit, aq më e madhe është rryma dhe aq më shpejt bateria shkarkohet. Në mënyrë të ngjashme, një ngarkesë më e lartë që konsumon energji tërheq një rrymë më të lartë nga furnizimi. Për shembull, një llambë 100 W e lidhur me një furnizim 230 V, rryma që tërheq mund të llogaritet si:
P=V ×I
I=100W ÷230 V
I=0,434 A
Këtu, kur fuqia është më e lartë, rryma konsumuese do të jetë e lartë.
Cili është ndryshimi midis Tensionit dhe Rrymës?
Tension kundër rrymës |
|
| Tensioni përkufizohet si diferenca e energjisë potenciale elektrike ndërmjet dy pikave në një fushë elektrike. | Rryma përkufizohet si lëvizja e ngarkesave elektrike nën një ndryshim të energjisë potenciale në një fushë elektrike. |
| Ndodhi | |
| Tensioni del për shkak të ekzistencës së ngarkesave elektrike. | Rryma prodhohet me një lëvizje tarifash. Nuk ka rrymë me ngarkesa elektrike statike. |
| vartësi | |
| Tensioni mund të ekzistojë pa prodhuar rrymë; për shembull, në bateri. | Rryma varet gjithmonë nga voltazhi pasi një rrjedhë ngarkese nuk mund të ndodhë pa një ndryshim potencial. |
| Matje | |
| Tensioni matet në Volt. Ajo matet gjithmonë në lidhje me një pikë tjetër, të paktën tokën neutrale. Prandaj, matja e tensionit është e lehtë pasi një qark nuk është i prishur për të vendosur terminalet matëse. | Rryma matet në Amper dhe matet nëpër një përcjellës. Matja e rrymës është më e vështirë pasi përçuesi duhet të prishet për të vendosur terminalet matëse, ose duhet të përdoren ampermetra të sofistikuar shtrëngues. |
Përmbledhje – Tensioni kundrejt rrymës
Në një fushë elektrike, ndryshimi i potencialit midis çdo dy pikash quhet diferencë e tensionit. Duhet të ketë gjithmonë një ndryshim tensioni për të gjeneruar një rrymë. Në një burim tensioni si një fotocelë ose një bateri, një tension ndodh për shkak të akumulimit të ngarkesave në terminalet. Nëse këto terminale janë të lidhur me një tel, një rrymë fillon të rrjedhë për shkak të ndryshimit të tensionit midis terminaleve. Sipas ligjit të Ohm-it, rryma në një përcjellës ndryshon proporcionalisht me tensionin. Megjithëse rryma dhe voltazhi janë të ndërlidhura nga rezistenca, rryma nuk mund të ekzistojë pa një tension. Ky është ndryshimi midis rrymës dhe tensionit.
