Perbezaan Utama - Arus vs Voltan
Di medan elektrik, cas elektrik dipengaruhi oleh daya yang bertindak ke atasnya; oleh itu, kerja mesti dilakukan pada zarah yang dicas untuk bergerak dari satu titik di medan elektrik ke titik yang lain. Karya ini ditakrifkan sebagai perbezaan keupayaan elektrik antara dua titik tersebut. Perbezaan potensi elektrik juga disebut sebagai Voltan antara dua titik. Pergerakan atau aliran cas elektrik di bawah pengaruh perbezaan potensi dikenali sebagai arus elektrik. Perbezaan utama antara arus dan voltan ialah arus selalu melibatkan pergerakan cas elektrik di bawah medan elektrik sedangkan voltan tidak melibatkan aliran cas. Voltan berlaku hanya kerana wujudnya caj yang tidak seimbang.
KANDUNGAN
1. Gambaran Keseluruhan dan Perbezaan Utama
2. Apakah Voltan
3. Apakah Arus
4. Perbandingan Berdampingan - Arus vs Voltan
5. Ringkasan
Apa itu Voltan?
Oleh kerana atom mempunyai bilangan proton dan elektron yang sama, semua bahan stabil di alam semesta seimbang secara elektrik. Walau bagaimanapun, zarah bermuatan positif atau negatif mungkin mempunyai lebih banyak atau lebih sedikit elektron daripada proton kerana kesan fizikal dan kimia luaran. Di bawah pengumpulan cas yang serupa, muncul medan elektrik yang memberikan potensi elektrik atau voltan ke setiap titik di sekitarnya. Voltan boleh dianggap sebagai harta terpenting dalam elektrik. Ia diukur dalam volt (V) menggunakan voltmeter.
Potensi elektrik pada satu titik selalu dianggap sebagai perbezaan antara dua titik, atau pada titik tertentu, voltan dianggap berkaitan dengan tak terhingga di mana potensinya adalah sifar. Dari sudut litar elektrik, bumi dianggap sebagai titik berpotensi sifar; oleh itu, voltan pada setiap titik pada litar diukur berkenaan dengan bumi (atau tanah).
Voltan boleh dihasilkan akibat banyak fenomena semula jadi atau terpaksa. Kilat adalah contoh voltan kerana kejadian semula jadi; beratus juta voltan berlaku di awan kerana geseran. Dalam skala yang sangat kecil, bateri menghasilkan voltan dengan tindak balas kimia, mengumpul ion bermuatan di terminal positif (Anode) dan negatif (Katod). Sel fotovoltaik yang termasuk dalam panel suria menghasilkan voltan akibat pelepasan elektron dari bahan semikonduktor yang menyerap cahaya matahari. Kesan serupa dapat dilihat pada fotodioda yang digunakan dalam kamera untuk mengesan tahap cahaya sekitar.
Apa itu Arus?
Arus adalah aliran sesuatu, seperti air laut atau udara atmosfera. Dalam konteks elektrik, aliran cas elektrik, biasanya aliran elektron melalui konduktor, dikenali sebagai arus elektrik. Arus diukur dalam ampere (A) dengan ammeter. Ampere didefinisikan sebagai coulombs sesaat dan berkadar dengan perbezaan voltan antara dua titik di mana arus mengalir.
Gambar 01: Litar Elektrik Mudah
Seperti yang ditunjukkan pada gambar 01, ketika arus melewati rintangan murni R, nisbah voltan ke arus sama dengan R. Ini diperkenalkan dalam Hukum Ohm yang diberikan sebagai:
V = I x R
Sekiranya voltan dV berubah melintasi gegelung, juga dikenal sebagai induktor, dI arus melalui gegelung berubah mengikut:
dI = 1 / L∫dV dt
Di sini, L adalah induktansi gegelung. Ini berlaku kerana gegelung tahan terhadap perubahan voltan melintang dan menghasilkan voltan balas.
Bagi kapasitor, perubahan arus melintasi dI adalah seperti berikut:
dI = C (dV / dt)
Di sini, C adalah kapasitansi. Ini disebabkan oleh pengosongan dan pengisian kapasitor mengikut variasi voltan.
Gambar 02: Peraturan Tangan Kanan Fleming
Apabila konduktor bergerak melintasi medan magnet, arus dan seterusnya voltan dihasilkan melintasi konduktor mengikut peraturan kanan Fleming.
Ini adalah asas penjana elektrik di mana rangkaian konduktor berputar dengan pantas melintasi medan magnet. Seperti yang dijelaskan di bahagian sebelumnya, pengumpulan cas menjadikan voltan dalam bateri. Apabila wayar menghubungkan dua terminal, arus mula mengalir di sepanjang wayar, iaitu, elektron dalam wayar bergerak kerana perbezaan voltan antara terminal. Semakin besar rintangan wayar, semakin besar arus dan semakin cepat bateri habis. Begitu juga, beban penggunaan tenaga yang lebih tinggi menarik arus yang lebih tinggi dari bekalan. Sebagai contoh, lampu 100W yang disambungkan ke bekalan 230V, arus yang dilukisnya dapat dikira sebagai:
P = V × I
I = 100W ÷ 230 V
I = 0.434 A
Di sini, apabila kuasa lebih tinggi, arus penggunaan akan tinggi.
Apakah perbezaan antara Voltan dan Arus?
Artikel Diff Tengah sebelum Jadual
Voltan vs Semasa |
|
| Voltan ditakrifkan sebagai perbezaan tenaga keupayaan elektrik antara dua titik dalam medan elektrik. | Arus ditakrifkan sebagai pergerakan cas elektrik di bawah perbezaan tenaga yang berpotensi dalam medan elektrik. |
| Kejadian | |
| Keluar voltan kerana wujudnya cas elektrik. | Arus dihasilkan dengan pergerakan cas. Tidak ada arus dengan cas elektrik statik. |
| Ketergantungan | |
| Voltan boleh wujud tanpa menghasilkan arus; contohnya, dalam bateri. | Arus selalu bergantung pada voltan kerana aliran cas tidak dapat berlaku tanpa perbezaan yang berpotensi. |
| Pengukuran | |
| Voltan diukur dalam Volt. Selalu diukur berkenaan dengan titik lain, sekurang-kurangnya bumi yang neutral. Oleh itu, pengukuran voltan adalah mudah kerana litar tidak putus untuk meletakkan terminal pengukur. | Arus diukur dalam Amperes dan diukur pada konduktor. Mengukur arus lebih sukar kerana konduktor harus dipatahkan untuk meletakkan terminal pengukur, atau alat pengukur yang canggih harus digunakan. |
Ringkasan - Voltan vs Semasa
Dalam medan elektrik, perbezaan potensi antara dua titik disebut sebagai perbezaan voltan. Selalu ada perbezaan voltan untuk menghasilkan arus. Dalam sumber voltan seperti photocell atau bateri, voltan berlaku kerana pengumpulan caj di terminal. Sekiranya terminal ini dihubungkan dengan wayar, arus mula mengalir kerana perbezaan voltan antara terminal. Menurut Hukum Ohm, arus dalam konduktor berubah secara berkadar dengan voltan. Walaupun arus dan voltan saling berkaitan oleh rintangan, arus tidak dapat wujud tanpa voltan. Ini adalah perbezaan antara arus dan voltan.
