נוכחי לעומת חיוב
זרם ומטען הם שני מושגים המעורבים בתכונות החשמליות של החומר. הבנה מעמיקה של מושגי המטען והזרם חשובה ביותר בתחומים כמו פיזיקה, הנדסת חשמל, הנדסת אלקטרוניקה, מכניקה וטכנולוגיות תקשורת. מושגים אלה שימושיים מאוד בהבנת תורת השדות האלקטרומגנטיים, שהיא תחום חשוב מאוד בפיזיקה. במאמר זה, אנו הולכים לדון בעומק מה הם מטען וזרם, הגדרותיהם, חישובים שימושיים הכוללים אותם, קווי הדמיון ביניהם, מה גורם למטען ולזרם ולהבדלים ביניהם.
Charge
Charge הוא מושג מדעי בסיסי, שלא ניתן להגדיר אותו במדויק. לפעמים הוא מוגדר כמאפיין של חומר, שגורם לחומר לחוות כוח כאשר מטענים אחרים נמצאים במרחק סופי. הגדרה זו עצמה מחזיקה בחיוב, כלומר, זו אינה הגדרה מלאה. עם זאת, התנהגויות של מטענים נחקרות היטב ומעוצבות ביסודיות. ישנם שני סוגים של מטענים, מטענים חיוביים ומטענים שליליים. מטענים הממוקמים במרחק סופי זה מזה מפעילים תמיד כוחות זה על זה. כוח זה הוגדר לראשונה באמצעות מודל פעולה מרחוק. בשל חוסר השלמות של מודל זה, הפיזיקאים הגדירו אותו מאוחר יותר באמצעות השדה האלקטרומגנטי. אומרים שמטען יוצר סביבו שדה חשמלי. עוצמת השדה החשמלי הזה עבור מטען נקודתי ניתנת על ידי E=Q/4πεr2, כאשר Q הוא המטען בקולומבים, ε הוא הפריטטיביות החשמלית של המדיום, ו-r הוא המרחק לנקודה בה נמדד החוזק מהמטען.היחידה למדידת מטען היא קולומב, הנקראת לכבודו של שארל אוגוסטין דה קולומב. קווי השדה החשמלי הם גם מושג המעורב במטענים. הם קבוצה דמיונית של קווים, שמתחילה בנקודת טעינה חיובית ומסתיימת בנקודת טעינה שלילית. מטען הוא מאפיין שמור של היקום. זהו גם אינווריאנט רלטיביסטי, כלומר המטען של עצם אינו משתנה במהירויות גדולות יותר.
Current
Current מוגדר כקצב זרימת החיובים דרך מדיום. מטענים אלה הם בדרך כלל בצורה של אלקטרונים. יחידת ה-SI לזרם היא אמפר, אשר נקראת לכבודו של אנדרה-מארי אמפר. זרם נמדד באמצעות מדי זרם. 1 אמפר שווה ל-1 קולומב לשנייה. נדרש כוח אלקטרו-מוטיבי לזרימת זרם. אם הפרש המתח בין שתי נקודות הוא אפס, לא יכול להיות זרם נטו בין שתי הנקודות. זרם קיים גם בצורות כמו זרם פני השטח וזרם מערבולת.זרם או כל מטען נע תמיד מייצר שדה מגנטי מלבד השדה החשמלי. שדה מגנטי זה נורמלי למהירות המטען ולשדה החשמלי.
מה ההבדל בין זרם לטעינה?
¤ Charge הוא מושג מוגדר במעורפל, בעוד שזרם הוא מושג מוגדר היטב.
¤ זרם הוא זרימת החיובים, חיובים נייחים לא יכולים לתת שום זרם.
¤ מטען מולידה רק שדה חשמלי, בעוד שזרם מייצר שדות חשמליים ומגנטיים כאחד.
