Ključna razlika – Amper proti Coulomb
Amper in Coulomb sta dve merski enoti, ki se uporabljata za merjenje toka. Tok v prevodniku se meri v amperih, medtem ko Coulombs meri količino naboja. En amper je enak pretoku enega kulona naboja v sekundi. Za razliko od coulomba, ki meri količino naboja, amper meri, kako hitro se količina naboja premika. To je ključna razlika med Amperom in Coulombom.
Električni tok nastane v prevodniku, ko se nosilci naboja v prevodniku premikajo skozenj pod vplivom napetostne razlike. Zelo pogost primer, kako nastane tok, je voda, ki teče skozi cev. Če je cev vodoravna, v njej ne bo pretoka; če jo vsaj malo nagnemo, bo nastala potencialna razlika med obema koncema in voda bo začela teči po cevi. Večji kot je naklon, večja je potencialna razlika, posledično večja količina pretoka vode na sekundo. Podobno, če je napetostna razlika med obema koncema žice višja, bo količina naboja, ki teče skozi, višja, zaradi česar bo tok visok.
Kaj je amper?
Merska enota za tok, amper, je dobila ime po francoskem matematiku in fiziku André-Marieju Ampèru, ki velja za očeta elektrodinamike. Ampere na kratko imenujemo tudi amperi.
Amperov zakon o sili pravi, da dve vzporedni električni žici, po kateri teče tok, drug na drugega delujeta s silo. Mednarodni sistemi enot (SI) definirajo en amper na podlagi tega Amperovega zakona o sili; »Amper je tisti konstantni tok, ki bi, če bi ga vzdrževali v dveh ravnih vzporednih vodnikih neskončne dolžine, zanemarljivega krožnega prereza in postavljenih en meter narazen v vakuumu, med tema vodnikoma povzročil silo, ki je enaka 2 × 10−7 newtonov. na dolžinski meter«.
Slika 01: SI definicija ampera
Po Ohmovem zakonu je tok povezan z napetostjo kot:
V=I x R
R je upornost prevodnika s tokom. Moč P, ki jo porabi obremenitev, je povezana s tokom, ki teče skozi njo, in dobavljeno napetostjo glede na:
P=V x I
To lahko uporabite za razumevanje količine ampera. Razmislite o električnem likalniku z močjo 1000 W, ki je priključen na električni vod 230 V. Količina toka, ki ga porabi za segrevanje, se lahko izračuna kot:
P=VI
1000 W=230 V ×I
I=1000/230
I=4,37 A
V primerjavi s tem se pri elektroobločnem varjenju za taljenje železne palice uporablja tokovni žarek skoraj 1000 A. Če upoštevamo strelo, je tok, ki ga oddaja povprečna strela, okoli 10.000 amperov. Vendar je bil izmerjen tudi udar strele s 100.000 amperi.
Tok se meri z ampermetrom. Ampermeter deluje v različnih tehnikah. V ampermetru z gibljivo tuljavo se tuljava, nameščena vzdolž premera tuljave, napaja z izmerjenim tokom. Tuljava je nameščena med dva magnetna pola; N in S. Po Flemmingovem pravilu leve roke se sila inducira na vodnik s tokom, ki je v magnetnem polju. Zato sila na nameščeno tuljavo vrti tuljavo okoli njenega premera. Količina odklona je tukaj sorazmerna s tokom skozi tuljavo; tako je mogoče opraviti meritev. Vendar ta pristop zahteva prekinitev vodnika in namestitev ampermetra na sredino. Ker tega ni mogoče storiti v delujočem sistemu, se v kleščah uporablja magnetna metoda za merjenje izmeničnega in enosmernega toka brez fizičnega stika z vodnikom.
Slika 02: Ampermeter z gibljivo tuljavo
Kaj je Coulomb?
Enota SI Coulomb, ki se uporablja za merjenje električnih nabojev, je poimenovana po fiziku Charlesu-Augustinu de Coulombu, ki je predstavil Coulombov zakon. Coulombov zakon pravi, da ko sta dva naboja q1 in q2postavljena na r razdalji, na vsak naboj deluje sila v skladu z:
F=(keq1q2)/r
Tukaj je ke Coulombova konstanta. A Coulomb (C) je enak naboju približno 6,241509×1018 števila elektronov ali protonov. Zato lahko naboj posameznega elektrona izračunamo kot 1,602177×10−19 C. Statični električni naboj se meri z elektrometrom. Kot v prejšnjem primeru električnega likalnika lahko količino naboja, ki preide v likalnik v eni sekundi, izračunamo kot:
I=Q/t
Q=4,37 A ×1 s
Q=4,37 C
Med bliskom strele lahko približno 15 kulonov naboja v delčku sekunde prenese tok 30.000 A na zemljo iz oblaka. Vendar pa lahko grmeči oblak med strelo zadrži na stotine kulonov naboja.
Polnjenje se v baterijah meri tudi v amper urah (Ah=A x h). Tipična baterija mobilnega telefona s 1500 mAh (teoretično) zdrži 1,5 A x 3600 s=5400 C, in da bi razumeli napolnjenost, je izražena tako, da lahko baterija zagotovi 1500 mA toka v eni uri.
Kakšna je razlika med Amperom in Coulombom?
Amper vs Coulomb |
|
| Amper je enota SI za merjenje električnega toka. Enotski naboj, ki prečka točko v eni sekundi, se imenuje en amper. | Coulomb je enota SI za merjenje električnega naboja. En kulon je enak naboju, ki ga ima 6,241509×1018 protonov ali elektronov. |
| Meritev | |
| Ampermeter se uporablja za merjenje toka. | Naboj se meri z elektrometri. |
| Definicija | |
| Tok definira SI z Amperovim zakonom sile, upoštevajoč silo, ki deluje na prevodnike s tokom. | Coulomb je formalno definiran kot amperska sekunda, ki povezuje naboj s tokom. |
Summery – Amper vs Coulomb
Amper se uporablja za merjenje toka električnih nabojev, za razliko od Coulomba, ki se uporablja za merjenje statičnega električnega naboja. Čeprav je Amper po definiciji povezan s Coulombovom, je Amper definiran brez uporabe naboja, ampak z uporabo sile, ki deluje na prevodnik, po katerem teče tok. To je razlika med Amperom in Coulombom.
