Физика многим кажется сложной и загадочной. Раздел «Электричество» воспринимается особенно сложно из-за того, что большинство понятий нельзя «потрогать руками». Но мы попробуем объяснить, чем отличается сила тока от напряжения простыми словами.
В чем разница?
В физике есть фундаментальное понятие заряда. Это такая величина, которая определяет свойство частиц и тел взаимодействовать через электромагнитные силы. Чем он больше, тем сильнее взаимодействие.
Проявление этих сил мы часто видим в жизни. На примере молнии, прилипания кусочков бумаги к наэлектризованной полиэтиленовой пленке, работы электрического чайника. Но не всегда понимаем суть увиденного, и не осознаем, что именно и как воздействовало на конкретный предмет.
Если говорить, очень кратко и утрировано, то ток — это упорядоченное движение заряженных частиц. В металлах это электроны, в электролитах — ионы.
Сила тока — это количество зарядов, которые пройдут через проводник за единицу времени.
Измеряется эта величина в Амперах (в честь одноименного французского физика-математика) и показывает, насколько много энергии протекает за секунду в точке. Например, у молнии — большая сила тока, а у фонарика — маленькая.
Напряжение в цепях электрического тока, если говорить простыми словами — это величина силы, которая заставляет двигаться заряды упорядоченно.
Единицы измерения получили свое названия от итальянского физика и физиолога Алессандро Вольта, который изобрел первую гальваническую батарею.
Простой аналог из жизни — река. Чем больше уклон, тем быстрее она течет. Напряжение — это перепад высот реки, а сила тока — это объем воды, который протекает в конкретном месте.
Теперь становится понятно, в чем отличие тока от напряжения: первый — это движение зарядов, а второе — это то, что их заставляет двигаться.
Отличия с другими величинами
Существует еще ряд величин, которые характеризуют электрические системы: сопротивление, мощность и т.д.
Отличие сопротивления от тока и напряжения, в том, что оно мешает протеканию тока, уменьшая его.
В вышеупомянутой реке, в качестве сопротивления, выступают дно и камни.
Чтобы сохранить ту же силу тока при увеличении сопротивления, надо повышать напряжение.
Для лучшего понимания процесса можно привести еще один пример. Допустим, у нас есть длинный коридор, по которому бежит человек — это и есть сила тока. Чтобы бегун передвигался быстрее, другой человек бьет его палкой — это напряжение. В данном случае сопротивление — это стулья, хаотично расставленные по коридору и мешающие бежать.
По пустому коридору человек передвигается легко, его можно практически не бить, чтоб он быстро бежал. Но чем больше на пути препятствий, тем сильнее должно быть напряжение (удары), чтобы поддерживать тот же темп.
Выражается эта взаимосвязь формулой, описанной в законе Ома (фото ниже).
Еще одна важная величина, участвующая в данном процессе — мощность.
Отличие мощности от напряжения и силы тока, заключается в том, что она показывает величину работы, которую производит наш «бегун» за единицу времени.
В примере с рекой, мощность, это то насколько много намелет муки водяная мельница за день. Чем «мощнее» река, тем больше муки на выходе. Другими словами, это скорость выполнения работы.
Измеряется мощность в Ваттах. Эта единица измерения напрямую зависит от количества выполненной работы, разделенной на время, которое потребовалось на ее выполнение.
Заключение
Чтобы облегчить процесс понимания сложных физических явлений, им нужно найти простые и наглядные аналоги в окружающем мире. Так будет легче найти взаимосвязь между различными величинами и уловить суть. Это касается не только электричества, но и остальных «невидимых» разделов физики (ядерка, термодинамика и т.п.)
