ძირითადი განსხვავება – დენი და ძაბვა
ელექტრონულ ველში ელექტრულ მუხტებზე გავლენას ახდენს მათზე მოქმედი ძალა; ამგვარად, სამუშაო უნდა გაკეთდეს დამუხტულ ნაწილაკზე, რათა გადავიდეს ელექტრული ველის ერთი წერტილიდან მეორე წერტილში. ეს სამუშაო განისაზღვრება, როგორც ელექტრული პოტენციალის სხვაობა ამ ორ წერტილს შორის. ელექტრული პოტენციალის განსხვავებას ასევე უწოდებენ ძაბვას ორ წერტილს შორის. მოძრაობა ან ელექტრული მუხტების ნაკადი პოტენციური სხვაობის გავლენის ქვეშ ცნობილია როგორც ელექტრული დენი. დენისა და ძაბვას შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ დენი ყოველთვის მოიცავს ელექტრული მუხტების მოძრაობას ელექტრული ველის ქვეშ, ხოლო ძაბვა არ გულისხმობს მუხტების ნაკადს.ძაბვა წარმოიქმნება მხოლოდ დაუბალანსებელი მუხტის არსებობის გამო.
რა არის ძაბვა?
რადგან ატომს აქვს პროტონებისა და ელექტრონების ერთნაირი რაოდენობა, სამყაროს ყველა სტაბილური მატერია ელექტრული დაბალანსებულია. თუმცა, დადებითად ან უარყოფითად დამუხტულ ნაწილაკებს შეიძლება ჰქონდეთ მეტი ან ნაკლები ელექტრონები, ვიდრე პროტონები გარე ფიზიკური და ქიმიური ეფექტების გამო. მსგავსი მუხტების შეკრების დროს წარმოიქმნება ელექტრული ველი, რომელიც აძლევს ელექტრულ პოტენციალს ან ძაბვას მის გარშემო არსებულ ყველა წერტილს. ძაბვა შეიძლება ჩაითვალოს ელექტროენერგიის ყველაზე ფუნდამენტურ თვისებად. იგი იზომება ვოლტებში (V) ვოლტმეტრის გამოყენებით.
წერტილში ელექტრული პოტენციალი ყოველთვის განიხილება, როგორც განსხვავება ორ წერტილს შორის, ან კონკრეტულ წერტილში, ძაბვა განიხილება უსასრულობის შესაბამისად, სადაც პოტენციალი ნულის ტოლია. ელექტრული წრედის თვალსაზრისით, დედამიწა განიხილება, როგორც ნულოვანი პოტენციალის წერტილი; მაშასადამე, წრედის თითოეულ წერტილში ძაბვა იზომება დედამიწის (ან მიწის) მიმართ.
ძაბვა შეიძლება წარმოიქმნას მრავალი ბუნებრივი ან იძულებითი ფენომენის შედეგად. ელვა არის ბუნებრივი წარმოშობის გამო ძაბვის მაგალითი; ასობით მილიონი ძაბვა ხდება ღრუბელში ხახუნის გამო. ძალიან მცირე მასშტაბით, ბატარეა წარმოქმნის ძაბვას ქიმიური რეაქციით, აგროვებს დამუხტულ იონებს დადებით (ანოდი) და უარყოფით (კათოდური) ტერმინალებში. მზის პანელებში შემავალი ფოტოელექტრული უჯრედები წარმოქმნის ძაბვას ნახევარგამტარული მასალისგან ელექტრონის გამოყოფის შედეგად, რომელიც შთანთქავს მზის შუქს. მსგავსი ეფექტი ჩანს ფოტოდიოდებში, რომლებიც გამოიყენება კამერებში გარემოს განათების დონის დასადგენად.
რა არის მიმდინარეობა?
დენი არის რაღაცის ნაკადი, როგორიცაა ზღვის წყალი ან ატმოსფერული ჰაერი. ელექტრულ კონტექსტში, ელექტრული მუხტების ნაკადი, ყველაზე ხშირად ელექტრონების ნაკადი გამტარში, ცნობილია როგორც ელექტრული დენი. დენი იზომება ამპერებში (A) ამპერმეტრით. ამპერი განისაზღვრება როგორც კულონი წამში და პროპორციულია ძაბვის სხვაობის ორ წერტილს შორის, სადაც დენი მიედინება.
სურათი 01: მარტივი ელექტრული წრე
როგორც ნაჩვენებია 01 სურათზე, როდესაც დენი გადის სუფთა წინააღმდეგობას R, ძაბვის და დენის თანაფარდობა უდრის R-ს. ეს მოცემულია ოჰმის კანონში, რომელიც მოცემულია როგორც:
V=I x R
თუ ძაბვა dV იცვლება კოჭზე, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც ინდუქტორი, დენი dI კოჭში იცვლება: მიხედვით
dI=1/L∫dV dt
აქ, L არის კოჭის ინდუქცია. ეს ხდება იმის გამო, რომ კოჭა მდგრადია მასზე ძაბვის ცვლილების მიმართ და წარმოქმნის საწინააღმდეგო ძაბვას.
კონდენსატორის შემთხვევაში, დენის ცვლილება მასზე dI არის შემდეგი:
dI=C (dV/dt)
აქ, C არის ტევადობა. ეს გამოწვეულია კონდენსატორის განმუხტვით და დატენვით ძაბვის ცვალებადობის მიხედვით.
სურათი 02: ფლემინგის მარჯვენა ხელის წესი
როდესაც გამტარი მოძრაობს მაგნიტურ ველზე, დირიჟორზე წარმოიქმნება დენი და შემდგომში ძაბვა ფლემინგის მარჯვენა წესის მიხედვით.
ეს არის ელექტრული გენერატორის საფუძველი, რომელშიც გამტარების სერია სწრაფად ბრუნავს მაგნიტურ ველზე. როგორც წინა ნაწილში იყო ახსნილი, მუხტების დაგროვება ქმნის ძაბვას ბატარეაში. როდესაც მავთული აკავშირებს ორ ტერმინალს, დენი იწყებს მავთულის გასწვრივ, ანუ მავთულში ელექტრონები მოძრაობენ ტერმინალებს შორის ძაბვის სხვაობის გამო. რაც უფრო დიდია მავთულის წინააღმდეგობა, მით უფრო დიდია დენი და მით უფრო სწრაფად იშლება ბატარეა. ანალოგიურად, უფრო მაღალი ენერგომოხმარებადი დატვირთვა ატარებს უფრო მაღალ დენს მიწოდებიდან.მაგალითად, 100 ვტ ნათურა, რომელიც დაკავშირებულია 230 ვოლტიან წყაროსთან, დენი, რომელსაც ის ატარებს, შეიძლება გამოითვალოს როგორც:
P=V ×I
I=100W ÷230 V
I=0.434 A
აქ, როცა სიმძლავრე უფრო მაღალია, მოხმარების დენი მაღალი იქნება.
რა განსხვავებაა ძაბვასა და დენს შორის?
ძაბვა დენის წინააღმდეგ |
|
| ძაბვა განისაზღვრება, როგორც ელექტრული პოტენციური ენერგიის სხვაობა ელექტრული ველის ორ წერტილს შორის. | დენი განისაზღვრება, როგორც ელექტრული მუხტების მოძრაობა ელექტრულ ველში პოტენციური ენერგიის სხვაობის ქვეშ. |
| შემთხვევა | |
| ძაბვა გამოდის ელექტრული მუხტების არსებობის გამო. | დენი წარმოიქმნება მუხტების მოძრაობით. არ არის დენი სტატიკური ელექტრული მუხტით. |
| დამოკიდებულება | |
| ძაბვა შეიძლება არსებობდეს დენის წარმოქმნის გარეშე; მაგალითად, ბატარეებში. | დენი ყოველთვის დამოკიდებულია ძაბვაზე, რადგან დატენვის ნაკადი არ შეიძლება მოხდეს პოტენციური სხვაობის გარეშე. |
| გაზომვა | |
| ძაბვა იზომება ვოლტებში. ის ყოველთვის იზომება სხვა წერტილის, ყოველ შემთხვევაში, ნეიტრალური დედამიწის მიმართ. ამიტომ, ძაბვის გაზომვა მარტივია, რადგან წრე არ არის გატეხილი საზომი ტერმინალების დასაყენებლად. | დენი იზომება ამპერებში და იზომება გამტარის გასწვრივ. დენის გაზომვა უფრო რთულია, რადგან გამტარი უნდა გატეხილიყო საზომი ტერმინალების დასაყენებლად, ან უნდა იქნას გამოყენებული დახვეწილი დამჭერი ამპერმეტრები. |
შეჯამება – ძაბვა დენის წინააღმდეგ
ელექტრული ველის პოტენციალის სხვაობას ნებისმიერ ორ წერტილს შორის ეწოდება ძაბვის სხვაობა. დენის წარმოქმნისთვის ყოველთვის უნდა იყოს ძაბვის სხვაობა. ძაბვის წყაროში, როგორიცაა ფოტოცელი ან ბატარეა, ძაბვა ხდება ტერმინალებზე მუხტების დაგროვების გამო. თუ ეს ტერმინალები უკავშირდება მავთულს, დენი იწყებს დინებას ტერმინალებს შორის ძაბვის სხვაობის გამო. ომის კანონის მიხედვით, დირიჟორში დენი პროპორციულად იცვლება ძაბვასთან ერთად. მიუხედავად იმისა, რომ დენი და ძაბვა ურთიერთდაკავშირებულია წინააღმდეგობით, დენი ვერ იარსებებს ძაბვის გარეშე. ეს არის განსხვავება დენსა და ძაბვას შორის.
