電流は、2つの荷電粒子が互いに近づくと形成されます。存在する電荷に応じて、電流の流れが説明されます。
電流は、さまざまな測定と単位を使用して測定できます。これらの単位と測定値は、電流の値を決定するのに役立つ定義および定式化されたものです。それらのうちの2つは電界と電位です。
電界と電位
電界と電位の違いは、電界は電荷によって周囲に加えられる力であるのに対し、電位は電界の尺度であるということです。
電場は、荷電粒子によって加えられる力の尺度です。すべての荷電粒子には独自の電界があり、これは粒子と力が測定されている点との間の距離が増加するにつれて減少します。
一方、電位は粒子の電場の尺度です。距離が長くなると電位も下がります。測定単位はボルトです。
電界と電位の比較表
比較のパラメータ | 電界 | 電位 |
意味 | 1回の充電あたりの力の量 | 1回の充電あたりのエネルギー量 |
マグニチュード | ベクトル量 | スカラー量 |
単位 | クーロンあたりのニュートン | ボルト |
計測 | 荷電粒子が周囲に及ぼす力の測定 | 電界の測定 |
連続 | 常に連続であるとは限りませんが、無限ではありません | 常に継続的 |
距離との関係 | 距離が長くなると減少します | 距離の2乗が増加すると減少します |
電場は、荷電粒子が周囲に及ぼす力です。距離が長くなると減少します。これは、さらに、ポイントが荷電粒子からのものであるため、加えられる力が少なくなるためです。加えられる力は、粒子の電荷に応じて正または負になります。
電界の計算式は通常、次のとおりです。
E = F / qまたはE = Kq / r ^ 2
どこ、
この式から、電界の単位はクーロンあたりのニュートン(N / C)であり、電界のSI単位はボルト/メートル(V / m)です。単位に応じて、電界を単位電荷あたりにかかる力として定義することもできます。
電場は、すべての荷電粒子の周囲の物理的場または面積としても説明され、力が加えられるまでの面積を測定します。荷電粒子は、他の近くの荷電粒子に反発力または引力を及ぼします。
これはベクトル量です。
電位は、電荷がある点から別の点に移動するときに生成される電界の尺度です。また、粒子の加速度がゼロのときに、単位電荷を無限大から電場上の点に移動するために行われるエネルギーまたは仕事としても説明されます。
電位の式は、
V = W / QまたはV = Kq / r
どこ、
この式から、電位の単位は1クーロンあたりのジュール(J / C)として導き出すことができますが、電位のSI単位はボルト(V)です。単位から、電位を単位電荷あたりに行われるエネルギーまたは仕事として定義できます。
電位の公式は、荷電粒子や電位を決定する固体の形状などの変化に伴って変化します。
電界と電位の違い
- 電界と電位の主な違いは、定義にあります。電場は、単位荷電粒子ごとに加えられる力ですが、電位は、荷電粒子ごとに行われるエネルギーまたは仕事です。
- 電界は加えられる力の方向に依存するため、ベクトル量になります。しかし、これは、荷電粒子の方向や力に依存せず、スカラー量のままであるため、電位には当てはまりません。
- 2つの測定値の計算式が異なるため、2つのSI単位にも違いがあります。電界のSI単位はボルト/メートルまたはV / mですが、電位のSI単位はボルトまたは単にVです。
- 定義が示唆するように、電場は荷電粒子ごとに加えられる力を測定します。電位は、荷電粒子あたりの電界または行われた仕事(または使用されたエネルギー)を測定します。
- 電位は常に連続関数ですが、電界は連続関数ではありません。力が加えられている粒子にも依存するため、領域ごと、またはポイントごとに異なります。しかし、値が無限大になることはありません。
- 荷電粒子または点と荷電粒子の間の距離が大きくなると、作用する力が減少するため、電界は距離に反比例します。一方、電位は距離の二乗に反比例します(距離は始点と終点の間の距離です)。
結論
電流は、電気器具を使用するすべての人によく知られている用語です。この生成された電流には、その分析と評価に関連する多くのアプリケーションと、さらに多くの用語、理論、および公式があります。
すべての荷電粒子には、周囲の粒子に引力または反発力を及ぼす力の場が周囲にあります。この電界は電界と呼ばれます。
電位とは、加速を発生させずに、単位電荷を無限大から電界上のある点に移動させるために行われる仕事またはエネルギーです。言い換えれば、それは単位電荷あたりの電界の尺度と考えることもできます。
電位は、加速せずに行われた仕事のみを測定します。これは電荷の方向を必要としないため、スカラー量です。一方、電界は、加えられる力の方向と荷電粒子の大きさに依存します。したがって、これはベクトル量です。