Peamine erinevus – Amper vs Coulomb
Amper ja Coulomb on kaks mõõtühikut, mida kasutatakse voolu mõõtmiseks. Juhi voolu mõõdetakse amprites, kulonid aga laengu suurust. Üks amper võrdub ühe kulonilise laengu vooluga sekundis. Erinev alt kulonist, mis mõõdab laengu suurust, mõõdab amper, kui kiiresti laengu hulk liigub. See on peamine erinevus Ampere ja Coulombi vahel.
Juhi sees tekib elektrivool, kui juhi sees olevad laengukandjad liiguvad sellest pingeerinevuse mõjul läbi. Väga levinud näide voolu tekkimisest on toru kaudu voolav vesi. Kui toru hoitakse horisontaalselt, ei toimu selle sees voolu; kui see on vähem alt veidi kallutatud, tekitab see kahe otsa vahel potentsiaalse erinevuse ja vesi hakkab läbi toru voolama. Mida suurem on kalle, seda suurem on potentsiaalide erinevus, seega seda suurem on vee hulk sekundis. Samamoodi, kui pingeerinevus juhtme kahe otsa vahel on suurem, on läbivoolava laengu hulk suurem, tekitades suure voolu.
Mis on Ampere?
Voolu mõõtühik Amper on oma nime saanud prantsuse matemaatiku ja füüsiku André-Marie Ampère’i järgi, keda peetakse elektrodünaamika isaks. Ampereid nimetatakse lühid alt ka ampriteks.
Ampere'i jõuseadus ütleb, et kaks paralleelset voolu kandvat elektrijuhet avaldavad teineteisele jõudu. International Systems of Unites (SI) määratleb ühe ampri selle ampri jõuseaduse alusel; Amper on konstantne vool, mis kahes sirges, lõpmatu pikkusega, tühise ümmarguse ristlõikega paralleelses juhis, mis asetatakse vaakumis ühe meetri kaugusele, tekitaks nende juhtide vahel jõu, mis on võrdne 2 × 10-7 njuutoniga. pikkuse meetri kohta”.
Joonis 01: Ampere SI määratlus
Oomi seaduse järgi on vool seotud pingega järgmiselt:
V=I x R
R on voolu juhtiva juhi takistus. Koormuse tarbitav võimsus P on seotud seda läbiva voolu ja toitepingega vastav alt:
P=V x I
Seda saab kasutada ampri koguse mõistmiseks. Mõelge 1000 W nimivõimsusega triikraudale, mis on ühendatud 230 V elektriliiniga. Selle soojendamiseks kuluva vooluhulga saab arvutada järgmiselt:
P=VI
1000 W=230 V ×I
I=1000/230
I=4,37 A
Sellega võrreldes kasutatakse elektrilise kaarkeevituse puhul raudvarda sulatamiseks ligi 1000 A voolutugevust. Kui mõelda välgunoolele, on keskmise välguga edastatav vool umbes 10 000 amprit. Kuid mõõdetud on ka 100 000 amprine välklamp.
Voolust mõõdetakse ampermeetri abil. Ampermeeter töötab erinevates tehnikates. Liikuva mähisega ampermeetris antakse mõõdetud vooluga mööda pooli läbimõõtu paigaldatud mähis. Mähis asetatakse kahe magnetpooluse vahele; N ja S. Flemmingi vasaku käe reegli kohaselt indutseeritakse jõud magnetvälja asetatud voolu juhtivale juhile. Seetõttu pöörab paigaldatud mähisele mõjuv jõud mähist ümber selle läbimõõdu. Läbipainde suurus on siin võrdeline pooli läbiva vooluga; seega saab mõõta võtta. See lähenemine nõuab aga juhtme katkestamist ja ampermeetri asetamist keskele. Kuna seda ei saa teha töötavas süsteemis, kasutatakse klambermõõturites magnetmeetodit nii vahelduv- kui alalisvoolu mõõtmiseks ilma juhiga füüsilise kontaktita.
Joonis 02: liikuva pooli tüüpi ampermeeter
Mis on Coulomb?
Elektrilaengute mõõtmiseks kasutatav SI-ühik Coulomb on saanud nime füüsiku Charles-Augustin de Coulombi järgi, kes tutvustas Coulombi seadust. Coulombi seadus ütleb, et kui kaks laengut q1 ja q2asetatakse üksteisest r kaugusele, mõjub igale laengule jõud vastav alt:
F=(keq1q2)/r
Siin on ke Coulombi konstant. Coulomb (C) võrdub ligikaudu 6,241509 × 1018 elektronide või prootonite laenguga. Seega saab ühe elektroni laengu arvutada kui 1,602177×10−19 C. Staatilist elektrilaengut mõõdetakse elektromeetriga. Nagu eelmises elektritriikraua näites, saab triikrauasse ühe sekundi jooksul jõudva laengu koguse arvutada järgmiselt:
I=Q/t
Q=4,37 A × 1 s
Q=4,37 C
Pikse sähvatuse ajal suudab umbes 15 kuloni laengut sekundi murdosa jooksul pilvest maapinnale suunata 30 000 A voolu. Äikesepilv võib aga välgu ajal hoida sadu kuloneid laengut.
Aku laetust mõõdetakse ka ampertundides (Ah=A x h). Tüüpiline mobiiltelefoni aku mahuga 1500 mAh (teoreetiliselt) mahutab 1,5 A x 3600 s=5400 C ja laadimise mõistmiseks väljendatakse seda nii, et aku suudab tunni jooksul pakkuda 1500 mA voolu.
Mis vahe on Ampere'il ja Coulombil?
Ampere vs Coulomb |
|
| Amper on SI-ühik elektrivoolu mõõtmiseks. Ühiklaengut, mis läbib punkti ühe sekundi jooksul, nimetatakse üheks ampriks. | Coulomb on SI-ühik elektrilaengu mõõtmiseks. Üks kulon võrdub 6,241509×1018 prootoni või elektroni laenguga. |
| Mõõtmine | |
| Ampermeetrit kasutatakse voolu mõõtmiseks. | Laengut mõõdetakse elektromeetritega. |
| Definitsioon | |
| Vooluse määrab SI Ampere'i jõuseadusega, võttes arvesse voolu juhtivatele juhtidele mõjuvat jõudu. | Coulomb on ametlikult määratletud kui ampersekund, mis seob laengu vooluga. |
Suvi – Amper vs Coulomb
Ampere kasutatakse elektrilaengute voolu mõõtmiseks, erinev alt Coulombist, mida kasutatakse staatilise elektrilaengu mõõtmiseks. Kuigi amper on definitsiooni järgi seotud Coulombiga, defineeritakse Amper ilma laenguta, vaid kasutades jõudu, mis mõjub voolu juhtivale juhile. See on erinevus Ampere ja Coulombi vahel.
