Czy napięcie elektryczne to to samo co prąd elektryczny? Odpowiedź brzmi: NIE! Często są mylone, ale to dwie różne rzeczy.
Wyobraź sobie wodospad. Mamy tutaj dwa kluczowe elementy: wysokość wodospadu i ilość wody, która przez niego przepływa.
Napięcie Elektryczne – Wysokość Wodospadu
Napięcie elektryczne, często nazywane potencjałem elektrycznym, to jak wysokość tego wodospadu. Mówi nam, jak duża jest różnica energii pomiędzy dwoma punktami w obwodzie elektrycznym.
Pomyśl o baterii. Bateria ma biegun dodatni (+) i ujemny (-). Napięcie baterii (na przykład 1.5V) mówi nam, jak duża jest "presja", która popycha elektrony od bieguna ujemnego do dodatniego.
Wyższe napięcie oznacza większą "presję" – tak jak wyższy wodospad ma większą potencjalną energię.
Jeśli nie ma różnicy potencjałów (brak wysokości wodospadu), nic się nie wydarzy. Elektrony nie będą płynąć.
Można to sobie wyobrazić jako zbiornik z wodą na pewnej wysokości. Im wyżej zbiornik, tym większa siła, z jaką woda będzie wypływać, gdy otworzymy kran.
Jednostką napięcia jest wolt (V).
Prąd Elektryczny – Ilość Wody w Wodospadzie
Prąd elektryczny to jak ilość wody przepływająca przez wodospad w danym czasie. To przepływ elektronów przez obwód elektryczny.
Jeśli wrócimy do analogii z wodą, prąd to ile litrów wody przepływa przez wodospad w ciągu sekundy.
Duży prąd oznacza, że przepływa dużo elektronów, mały prąd oznacza przepływ mniejszej ilości elektronów.
Pomyśl o kablu elektrycznym. Im większy prąd przez niego płynie, tym więcej elektronów "przepycha się" przez ten kabel w każdej sekundzie.
Jednostką prądu jest amper (A).
Różnica między Napięciem a Prądem
Napięcie to "presja" popychająca elektrony, a prąd to ilość elektronów, które faktycznie się poruszają.
Wyobraź sobie dwa węże ogrodowe podłączone do kranu. Oba mają takie samo ciśnienie (napięcie), ale jeden wąż jest szerszy niż drugi. Przez szerszy wąż przepłynie więcej wody (prąd) w tym samym czasie.
Napięcie *powoduje* potencjalny przepływ prądu. Ale sam prąd zależy też od innych czynników, takich jak opór w obwodzie.
Opór Elektryczny – Wąskie Gardło Wodospadu
Wspomnieliśmy o oporze. Czym on jest?
Wracając do wodospadu, wyobraź sobie, że na dole wodospadu jest wąska skała, która zwęża przepływ wody. To jest jak opór w obwodzie elektrycznym.
Opór elektryczny utrudnia przepływ prądu. Im większy opór, tym trudniej elektronom przepływać przez obwód.
Pomyśl o żarówce. Żarnik w żarówce stawia duży opór przepływającym elektronom. Ten opór powoduje, że żarnik się nagrzewa i świeci.
Jednostką oporu jest om (Ω).
Prawo Ohma – Relacja między Napięciem, Prądem i Oporem
Prawo Ohma opisuje związek między napięciem (V), prądem (I) i oporem (R):
V = I * R
Czyli:
- Napięcie = Prąd * Opór
- Prąd = Napięcie / Opór
- Opór = Napięcie / Prąd
Jeśli zwiększymy napięcie (V) przy stałym oporze (R), prąd (I) również wzrośnie.
Jeśli zwiększymy opór (R) przy stałym napięciu (V), prąd (I) zmaleje.
Znowu wodospad! Jeśli zwiększymy wysokość wodospadu (napięcie), a na dole nie będzie przeszkód (mały opór), więcej wody popłynie (duży prąd).
Podsumowując: napięcie to "presja", prąd to "przepływ", a opór to "przeszkoda". Wszystkie trzy są ze sobą powiązane!
