Nøkkelforskjell – Ampere vs Coulomb
Ampere og Coulomb er to måleenheter som brukes til å måle strømmen. Strømmen i en leder måles i ampere, mens Coulombs måler mengden ladning. En ampere er lik strømmen av en coulomb av en ladning i et sekund. I motsetning til coulomb, som måler mengden ladning, måler ampere hvor raskt mengden ladning beveger seg. Dette er hovedforskjellen mellom Ampere og Coulomb.
En elektrisk strøm oppstår inne i en leder når ladningsbærerne inne i lederen beveger seg gjennom den under påvirkning av en spenningsforskjell. Et veldig vanlig eksempel på hvordan strømmen oppstår er vannet som strømmer gjennom et rør. Hvis røret holdes horisont alt, vil det ikke være noen strømning inne i det; hvis den vippes i det minste litt, vil det skape en potensiell forskjell mellom de to endene og vann vil begynne å strømme gjennom røret. Jo høyere helling, desto høyere potensialforskjell, derfor jo høyere vannmengde strømmer per sekund. På samme måte, hvis spenningsforskjellen mellom de to endene av en ledning er høyere, vil mengden ladning som strømmer gjennom være høyere, noe som gir høy strøm.
Hva er Ampere?
Måleenheten for strøm, Ampere, er oppk alt etter en fransk matematiker og fysiker André-Marie Ampère som regnes som elektrodynamikkens far. Ampere kalles også forsterkere, kort fort alt.
Amperes kraftlov sier at to parallelle elektriske ledninger som fører strøm påfører hverandre en kraft. International Systems of Unites (SI) definerer én ampere basert på denne amperes kraftlov; "Amperen er den konstante strømmen som, hvis den opprettholdes i to rette parallelle ledere med uendelig lengde, med ubetydelig sirkulært tverrsnitt, og plassert en meter fra hverandre i vakuum, ville produsere mellom disse lederne en kraft lik 2×10−7 newton per meter lengde".
Figur 01: SI-definisjon av Ampere
I henhold til Ohms lov er strøm relatert til spenning som:
V=I x R
R er motstanden til den strømførende lederen. Effekten P som forbrukes av en last er relatert til strømmen som flyter gjennom den og den tilførte spenningen i henhold til:
P=V x I
Dette kan brukes til å forstå mengden av en ampere. Tenk på et elektrisk strykejern med 1000 W effekt, som er koblet til strømledningen på 230 V. Strømmen det bruker for å varme opp kan beregnes som:
P=VI
1000 W=230 V ×I
I=1000/230
I=4,37 A
Sammenlignet med det, ved elektrisk lysbuesveising, brukes en strømstråle på nesten 1000 A til å smelte en jernstav. Hvis et lyn vurderes, er strømmen som leveres av et gjennomsnittlig lyn ca. 10 000 ampere. Men et lyn på 100 000 ampere har også blitt målt.
Strøm måles med amperemeter. Ammeter fungerer i forskjellige teknikker. I et amperemeter med bevegelig spole forsynes en spole montert langs spolens diameter med den målte strømmen. Spolen er plassert mellom to magnetiske poler; N og S. I henhold til Flemmings venstrehåndsregel induseres en kraft på en strømførende leder som er plassert i magnetfelt. Derfor roterer kraften på den monterte spolen spolen rundt dens diameter. Mengden av avbøyning her er proporsjonal med strømmen gjennom spolen; dermed kan målingen tas. Denne tilnærmingen krever imidlertid at lederen brytes og amperemeteret plasseres i midten. Siden dette ikke kan gjøres i et løpende system, brukes en magnetisk metode i klemmemålere for å måle både vekselstrøm og likestrøm uten fysisk kontakt med lederen.
Figur 02: Moving-Coil Type Amperemeter
Hva er Coulomb?
SI-enheten Coulomb, som brukes til å måle elektriske ladninger, er oppk alt etter fysikeren Charles-Augustin de Coulomb som introduserte Coulombs lov. Coulombs lov sier at når to ladninger q1 og q2plasseres r avstand fra hverandre, virker en kraft på hver ladning i henhold til:
F=(keq1q2)/r
Her, ke er Coulombs konstant. En Coulomb (C) er lik ladningen til omtrent 6,241509×1018 antall elektroner eller protoner. Derfor kan ladningen til et enkelt elektron beregnes som 1,602177×10−19 C. Statisk elektrisk ladning måles ved hjelp av et elektrometer. Som i forrige eksempel på et elektrisk strykejern, kan mengden ladning som går inn i strykejernet i løpet av ett sekund beregnes som:
I=Q/t
Q=4,37 A ×1 s
Q=4,37 C
Under et lyn kan rundt 15 coulombs ladning sende en strøm på 30 000 A til jord fra en sky på en brøkdel av et sekund. En tordensky kan imidlertid holde hundrevis av coulombs ladning under lyn.
Lading måles også i amperetimer (Ah=A x h) i batterier. Et typisk mobiltelefonbatteri på 1500 mAh (teoretisk sett) holder 1,5 A x 3600s=5400 C ladning, og for å forstå ladningen uttrykkes det som at batteriet kan gi 1500 mA strøm innen en time.
Hva er forskjellen mellom Ampere og Coulomb?
Ampere vs Coulomb |
|
| Ampere er SI-enheten for å måle den elektriske strømmen. En enhetslading som passerer et punkt innen ett sekund kalles én ampere. | Coulomb er SI-enheten for å måle den elektriske ladningen. Én coulomb er lik ladningen som holdes av 6,241509×1018 protoner eller elektroner. |
| Measurement | |
| Amperemeter brukes til å måle strømmen. | Lading måles ved hjelp av elektrometre. |
| Definition | |
| Strøm er definert av SI med Amperes kraftlov, med tanke på kraften som virker på strømførende ledere. | Coulomb er formelt definert som Ampere-sekund som relaterer ladningen til strøm. |
Sommerlig – Ampere vs Coulomb
Ampere brukes til å måle strømmen av elektriske ladninger, i motsetning til Coulomb, som brukes til å måle den statiske elektriske ladningen. Selv om Ampere er relatert til Coulomb per definisjon, er Ampere definert uten å bruke ladningen, men ved å bruke en kraft som virker på en strømførende leder. Dette er forskjellen mellom Ampere og Coulomb.
