Az Ampere és a Coulomb két mérési egység, amelyeket az áram mérésére használnak. A vezető áramerősségét amperben mérik, míg a Coulombs a töltés mértékét méri. Egy amper megegyezik egy töltés coulombjának áramlásával másodpercenként. nem úgy mint ampermásodperc, melyik méri a töltés összegét, az amper azt méri, hogy a töltés mennyire gyorsan mozog. Ez a legfontosabb különbség az Ampere és a Coulomb között.
Elektromos áram akkor fordul elő a vezetőben, amikor a vezetőben lévő töltőhordozók feszültségkülönbség hatására áthaladnak rajta. Az áram kialakulásának nagyon gyakori példája a csövön átfolyó víz. Ha a csövet vízszintesen tartják, akkor nem lesz áramlás benne; ha legalább kissé megdöntik, akkor potenciális különbséget hoz létre a két vég között, és a víz elkezdi folyni a csövön. Minél nagyobb a lejtő, annál nagyobb a potenciálkülönbség, ennél nagyobb a vízmennyiség másodpercenként. Hasonlóképpen, ha a vezeték két vége közötti feszültségkülönbség nagyobb, akkor a töltés mennyisége nagyobb lesz, ami nagy áramot eredményez.
TARTALOMJEGYZÉK
1. Áttekintés és a legfontosabb különbség
2. Mi az Ampere?
3. Mi az a Coulomb?
4. Összehasonlítás egymással - Ampere vs Coulomb
5. Összegzés
Az árammérő egységet, Ampere-t egy francia matematikus és fizikus, André-Marie Ampère nevében kapta, akit az elektrodinamika atyjának tekintnek. Az ampereket más néven erősítők, röviden.
Ampere erő törvénye kijelenti, hogy két, áramot hordozó párhuzamos elektromos vezeték erőt kölcsönöz egymásnak. Az Egységek Nemzetközi Rendszerei (SI) egy amper-értéket határoznak meg ezen Ampere erő törvénye alapján; „Az amper az az állandó áram, amelyet két végtelen hosszú egyenes párhuzamos vezetékben tartva, elhanyagolható kör keresztmetszettel, és egy méter távolságra helyezve vákuumban, ezen vezetők között 2 × 10–7 newtonra eső erő előidézi. hosszúságméterenként ”.
01. ábra: Az Ampere SI meghatározása
Az Ohmi törvény szerint az áram a feszültséghez kapcsolódik:
V = I x R
R az áramvezető vezető ellenállása. A terhelés által felhasznált P teljesítmény az átengedett áramra és a tápfeszültségre vonatkozik a következők szerint:
P = V x I
Ez felhasználható az amper mennyiségének megértésére. Vegyünk egy 1000 W névleges teljesítményű elektromos vasalót, amelyet a 230 V tápvezetékhez csatlakoztatunk. A felmelegedéshez felhasznált áram mennyiségét az alábbiak szerint lehet kiszámítani:
P = VI
1000 W = 230 V × I
I = 1000/230
I = 4,37 A
Ehhez képest az elektromos ívhegesztésnél a vasrúd megolvasztásához közel 1000 A áramsugarat használnak. Ha villámcsavart veszünk figyelembe, akkor az átlagos villámlás által leadott áram körülbelül 10 000 amper. De 100 000 amperes villámlást is megmértek.
Az áramot ampermérővel mérjük. Az ampermérő különböző technikákkal működik. Egy mozgótekercses ampermérőben a tekercs átmérője mentén szerelt tekercset táplálják a mért árammal. A tekercset két mágneses pólus közé helyezzük; N és S. A Flemming Balkezes Szabályának megfelelően erőt indukálnak egy mágneses mezőbe helyezett áramvezető vezetőre. Ezért a szerelt tekercsre kifejtett erő elforgatja a tekercset az átmérője körül. Az eltérés nagysága itt arányos a tekercsen átáramló árammal; így a mérés elvégezhető. Ez a megközelítés azonban megköveteli a vezető megtörését és az ampermérő közepén történő elhelyezését. Mivel egy futó rendszerben ezt nem lehet megtenni, a kapcsolómérőkben mágneses módszert alkalmaznak mind a váltóáram, mind az egyenáram mérésére, a vezetővel való fizikai érintkezés nélkül.
02 ábra: Mozgótekercs típusú ampermérő
Az elektromos töltések mérésére használt Coulomb SI egységet Charles-Augustin de Coulomb fizikusról nevezték el, aki bemutatta Coulomb törvényét. Coulomb törvénye kijelenti, hogy amikor két díjat q1 és q2 kerülnek r távolságban egymástól, egy erő hat az egyes töltésekre az alábbiak szerint:
F = (keq1q2) / R
Itt, ke Coulomb állandója. A Coulomb (C) nagysága nagyjából 6,241509 × 1018 elektronok vagy protonok száma. Ezért az egyetlen elektron töltése 1,602177 × 10 értékre számolható-19 C. A statikus elektromos töltést elektrométerrel mérjük. Mint az elektromos vasaló előző példájában, a töltés mennyisége egy másodperc alatt átjut a vasba, így kiszámítható:
I = Q / t
Q = 4,37 A × 1 s
Q = 4,37 ° C
Villámlás közben körülbelül 15 töltőoszlop másodperc töredéke alatt 30 000 A-os áramot tudott átadni a felhőből a földre. A mennydörgésfelhő azonban villámlás közben száz száz töltényt képes tárolni.
A töltést amperórákban (Ah = A x h) is mérik az akkumulátorokban. Egy tipikus 1500 mAh-os mobiltelefon-akkumulátor (elméletileg) 1,5 A x 3600s = 5400 C töltöttséget tart, és a töltés megértése érdekében azt fejezzük ki, hogy az akkumulátor egy órán belül 1500 mA-os áramot képes biztosítani..
Ampere vs Coulomb | |
Az Ampere az SI egység az elektromos áram mérésére. Egy másodpercen belül egy ponton áthaladó egységdíjat egy ampernek hívnak. | A Coulomb az SI egység az elektromos töltés mérésére. Egy coulomb megegyezik a 6,241509 × 10 által tartott töltéssel18 protonok vagy elektronok. |
Mérés | |
Az ampermérőt az áram mérésére használják. | A töltést elektrométerekkel mérjük. |
Meghatározás | |
Az áramot az SI határozza meg az Ampere erő törvényével, figyelembe véve az áramhordozó vezetőkre ható erőt. | A Coulombot hivatalosan amper-másodpercként definiálják, amely a töltést az áramhoz kapcsolja. |
Az Ampere az elektromos töltések áramlásának mérésére szolgál, ellentétben a statikus elektromos töltés mérésére használt Coulomb-szal. Bár az Ampere definíció szerint kapcsolatban áll a Coulomb-lal, Ampere-t csak a töltés felhasználásával, hanem az áramvezető vezetőre ható erő segítségével határozza meg. Ez a különbség Ampere és Coulomb között.
Referencia:
1. A villám villog és villog. (N.d.). Beolvasva 2017. május 29-én, a következő webhelyről: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/lightning2.html
2. Ampere. (2017, május 28.). Beolvasva 2017. május 29-én, a https://en.wikipedia.org/wiki/Ampere webhelyről
3. Coulomb. (2017, március 24.). Beolvasva 2017. május 29-én, a https://en.wikipedia.org/wiki/Coulomb#SI_prefixes webhelyről
Kép jóvoltából:
1. „Ampere-def-en”: Danmichaelo (Public Domain) a Commons Wikimedia segítségével
2. „Galvanométer diagram”: TiCPU - (GFDL), a Commons Wikimedia segítségével