Peamine erinevus - Ampere vs Coulomb
Ampere ja Coulomb on kaks mõõtühikut, mida kasutatakse voolu mõõtmiseks. Juhi voolu mõõdetakse amprites, Coulombs aga laengu suurust. Üks ampr on võrdne laengu ühe kulonivooluga sekundis. Erinevalt kulonist, mis mõõdab laengu suurust, mõõdab amper laengu liikumise kiirust. See on peamine erinevus Ampere ja Coulombi vahel.
Elektrivool tekib juhi sees, kui juhi sees olevad laengukandjad pingevahe mõjul sellest läbi liiguvad. Väga levinud näide voolu tekkimisest on toru kaudu voolav vesi. Kui toru hoitakse horisontaalselt, ei ole selle sees voolu; kui see on vähemalt veidi kallutatud, tekitab see kahe otsa vahel potentsiaalse erinevuse ja torust hakkab voolama vesi. Mida suurem on kalle, seda suurem on potentsiaalne erinevus, seega on suurem veevool sekundis. Samamoodi, kui juhtme kahe otsa pinge erinevus on suurem, on läbi voolava laengu summa suurem, tekitades suure voolu.
SISU
1. Ülevaade ja peamine erinevus
2. Mis on Ampere
3. Mis on Coulomb
4. Kõrvuti võrdlus - Ampere vs Coulomb
5. Kokkuvõte
Mis on Ampere?
Voolu mõõtühik Ampere on nimetatud prantsuse matemaatiku ja füüsiku André-Marie Ampère'i järgi, keda peetakse elektrodünaamika isaks. Ampeere nimetatakse lühidalt ka ampriteks.
Ampere jõuseadus ütleb, et kaks voolu kandvat paralleelset elektrijuhet avaldavad üksteisele jõudu. Rahvusvahelised ühenduste süsteemid (SI) määravad selle amprite jõuseaduse põhjal ühe ampri; Ampr on see konstantne vool, mis, kui seda hoitakse kahes lõpmatu pikkusega sirgjoonelises juhtmes, millel on tühine ümmargune ristlõige ja mis asetatakse vaakumis meetri kaugusele, tekitaks nende juhtide vahel jõudu, mis võrdub 2 × 10-7 njuutoniga pikkuse meetri kohta”.
Joonis 01: Ampere SI määratlus
Ohmi seaduse järgi on vool seotud pingega järgmiselt:
V = I x R
R on voolu kandva juhi takistus. Koormuse tarbitud võimsus P on seotud voolu kaudu voolava voolu ja sisestatud pingega vastavalt järgmisele:
P = V x I
Seda saab kasutada amprite koguse mõistmiseks. Vaatleme elektrilist triikrauda, mille võimsus on 1000 W ja mis on ühendatud elektriliiniga 230 V. Selle kuumutamiseks kuluva vooluhulga saab arvutada järgmiselt:
P = VI
1000 W = 230 V × I
I = 1000/230
I = 4,37 A
Võrreldes sellega kasutatakse elektrikaarkeevitamisel raudvarda sulatamiseks ligi 1000 A voolutala. Kui arvestada piksenoolega, on keskmise välguvälgu poolt välja antud vool umbes 10 000 amprit. Kuid on mõõdetud ka 100 000 amprine välk.
Voolu mõõtmiseks kasutatakse ampermeetrit. Ammeter töötab erinevates tehnikates. Liikuva pooliga ampermeetris tarnitakse mõõdetud vooluga spiraali läbimõõdule paigaldatud spiraal. Mähis asetatakse kahe magnetpooluse vahele; N ja S. Vastavalt Flemmingi vasaku käe reeglile indutseeritakse magnetväljale paigutatud voolu juhtivale jõule jõud. Seetõttu pöörleb monteeritud mähisele mõjuv jõud mähet ümber selle läbimõõdu. Siin on läbipaine suurus proportsionaalne mähise läbivooluga; seega saab mõõta. Kuid selline lähenemine nõuab juhi purustamist ja ampermeetri keskele asetamist. Kuna töötavas süsteemis seda teha ei saa, kasutatakse klambrimõõturites magnetmeetodit nii vahelduv- kui ka alalisvoolu mõõtmiseks ilma juhiga füüsiliselt kokku puutumata.
Joonis 02: liikuva mähise tüüpi ampermeeter
Mis on Coulomb?
SI-ühik Coulomb, mida kasutatakse elektrilaengute mõõtmiseks, on saanud nime füüsiku Charles-Augustin de Coulombi järgi, kes tutvustas Coulombi seadust. Coulombi seadus ütleb, et kui kaks laengut q 1 ja q 2 asetatakse r kaugusele, mõjub igale laengule jõud vastavalt:
F = (k e q 1 q 2) / r
Siin on k e Coulombi konstant. Coulomb (C) on võrdne umbes 6.241509 × 10 18 elektronide või prootonite arvu laenguga. Seega saab ühe elektroni laenguks arvutada 1,602177 × 10 −19 C. Staatilist elektrilaengut mõõdetakse elektromeetri abil. Nagu elektriraua eelmises näites, saab ühes sekundis triikrauale laetud koguse arvutada järgmiselt:
I = Q / t
Q = 4,37 A × 1 s
Q = 4,37 C
Piksevälgu ajal suutsid umbes 15 kulonit laengut sekundi murdosa jooksul pilvest maandada 30 000 A voolu. Äikesepilv mahutas aga välgu ajal sadu kulonke.
Laengut mõõdetakse ka ampertundides (Ah = A xh) patareides. Tüüpiline 1500 mAh mobiiltelefoni aku (teoreetiliselt) mahutab 1,5 A x 3600 s = 5400 C laengut ja laetuse mõistmiseks väljendub see selles, et aku suudab tunni jooksul anda 1500 mA voolu.
Mis vahe on Ampere'il ja Coulombil?
Erinev artikkel keskel enne tabelit
Ampere vs Coulomb |
|
| Ampr on SI-ühik elektrivoolu mõõtmiseks. Punkti ühe sekundi jooksul läbivat laengu ühikut nimetatakse üheks ampriks. | Coulomb on SI-ühik elektrilaengu mõõtmiseks. Üks kulon on võrdne 6,241509 × 10 18 prootonite või elektronide laenguga. |
| Mõõtmine | |
| Voolu mõõtmiseks kasutatakse ampermeetrit. | Laengut mõõdetakse elektromeetrite abil. |
| Definitsioon | |
| Voolu määrab SI Ampere jõuseadusega, võttes arvesse voolu kandvatele juhtidele mõjuvat jõudu. | Coulomb on ametlikult määratletud kui amprisekund, mis seob laengu vooluga. |
Suvi - Ampere vs Coulomb
Amprit kasutatakse elektrilaengute voo mõõtmiseks, erinevalt Coulombist, mida kasutatakse staatilise elektrilaengu mõõtmiseks. Kuigi Ampere on definitsiooni järgi seotud Coulombiga, on Ampere määratletud ilma laengut kasutamata, vaid kasutades voolu kandvale juhile mõjuvat jõudu. See on erinevus Ampere ja Coulombi vahel.
