Kluczowa różnica – Amper vs Coulomb
Amper i Coulomb to dwie jednostki miary używane do pomiaru prądu. Prąd w przewodniku jest mierzony w amperach, podczas gdy kulomby mierzą ilość ładunku. Jeden amper jest równy przepływowi jednego kulomba ładunku na sekundę. W przeciwieństwie do kulomba, który mierzy ilość ładunku, amper mierzy szybkość poruszania się ładunku. To jest kluczowa różnica między Amperem a Coulombem.
Prąd elektryczny występuje wewnątrz przewodnika, gdy nośniki ładunku wewnątrz przewodnika przechodzą przez niego pod wpływem różnicy napięć. Bardzo powszechnym przykładem tego, jak występuje prąd, jest woda przepływająca przez rurę. Jeśli rura jest utrzymywana poziomo, nie będzie w niej przepływu; jeśli zostanie przechylony przynajmniej nieznacznie, powstanie różnica potencjałów między dwoma końcami i woda zacznie płynąć przez rurę. Im wyższe nachylenie, tym większa różnica potencjałów, a co za tym idzie większa ilość przepływów wody na sekundę. Podobnie, jeśli różnica napięć między dwoma końcami przewodu jest wyższa, ilość przepływającego ładunku będzie wyższa, tworząc wysoki prąd.
Co to jest Amper?
Jednostka pomiaru prądu, Ampere, została nazwana na cześć francuskiego matematyka i fizyka André-Marie Ampère, uważanego za ojca elektrodynamiki. Ampery są również nazywane w skrócie amperami.
Prawo siły Ampera stanowi, że dwa równoległe przewody elektryczne przewodzące prąd wywierają na siebie siłę. International Systems of Unites (SI) definiuje jeden amper na podstawie tego prawa Ampere’s Force; „Amper jest prądem stałym, który, gdyby był utrzymywany w dwóch prostych, równoległych przewodach o nieskończonej długości, o znikomym przekroju kołowym, i umieszczony w odległości jednego metra od siebie w próżni, wytworzyłby między tymi przewodami siłę równą 2×10-7 niutonów na metr długości”.
Rysunek 01: Definicja ampera w układzie SI
Zgodnie z prawem Ohma prąd jest powiązany z napięciem jako:
V=I x R
R to rezystancja przewodnika przewodzącego prąd. Moc P pobierana przez obciążenie zależy od przepływającego przez nie prądu i dostarczanego napięcia zgodnie z:
P=V x I
Można to wykorzystać do zrozumienia ilości ampera. Rozważmy żelazko elektryczne o mocy 1000 W, które jest podłączone do linii zasilającej 230 V. Ilość prądu zużywanego do nagrzania można obliczyć jako:
P=VI
1000 W=230 V ×I
I=1000/230
I=4,37 A
W porównaniu z tym, w spawaniu łukiem elektrycznym do topienia pręta żelaznego wykorzystuje się wiązkę prądu o natężeniu prawie 1000 A. Jeśli weźmiemy pod uwagę piorun, prąd dostarczany przez przeciętny błysk pioruna wynosi około 10 000 amperów. Ale zmierzono również błysk pioruna o natężeniu 100 000 A.
Prąd jest mierzony za pomocą amperomierza. Amperomierz działa w różnych technikach. W amperomierzu z ruchomą cewką cewka zamontowana wzdłuż średnicy cewki jest zasilana mierzonym prądem. Cewka jest umieszczona pomiędzy dwoma biegunami magnetycznymi; N i S. Zgodnie z regułą lewej ręki Flemminga, siła jest indukowana na przewodzie przewodzącym prąd, który jest umieszczony w polu magnetycznym. Dlatego siła na zamontowanej cewce obraca cewkę wokół jej średnicy. Wielkość ugięcia jest tutaj proporcjonalna do prądu płynącego przez cewkę; w ten sposób można wykonać pomiar. Takie podejście wymaga jednak zerwania przewodnika i umieszczenia amperomierza pośrodku. Ponieważ nie można tego zrobić w pracującym systemie, w miernikach cęgowych stosuje się metodę magnetyczną do pomiaru zarówno prądów AC, jak i DC bez fizycznego kontaktu z przewodem.
Rysunek 02: Amperomierz z ruchomą cewką
Co to jest Coulomb?
Jednostka SI Coulomb, która jest używana do pomiaru ładunków elektrycznych, została nazwana na cześć fizyka Charlesa-Augustina de Coulomba, który wprowadził prawo Coulomba. Prawo Coulomba mówi, że gdy dwa ładunki q1 i q2są rozmieszczone na odległość r, na każdy ładunek działa siła zgodnie z:
F=(keq1q2)/r
Tutaj, ke jest stałą Coulomba. Kulomb (C) jest równy ładunkowi elektronów lub protonów w przybliżeniu 6.241509×1018. Stąd ładunek pojedynczego elektronu można obliczyć jako 1,602177×10-19 C. Statyczny ładunek elektryczny jest mierzony za pomocą elektrometru. Podobnie jak w poprzednim przykładzie żelazka elektrycznego, ilość ładunku przechodzącego do żelazka w ciągu jednej sekundy można obliczyć jako:
I=Q/t
Q=4,37 A ×1 s
Q=4,37 C
Podczas błyskawicy około 15 kulombów ładunku może przepuścić prąd o natężeniu 30 000 A do ziemi z chmury w ułamku sekundy. Jednak chmura piorunów może utrzymać setki kulombów ładunku podczas błyskawicy.
Ładowanie jest również mierzone w amperogodzinach (Ah=A x h) w akumulatorach. Typowa bateria telefonu komórkowego o pojemności 1500 mAh (teoretycznie) mieści 1,5 A x 3600 s=5400 C ładowania i aby zrozumieć ładunek, wyraża się to, że bateria może dostarczyć prąd 1500 mA w ciągu godziny.
Jaka jest różnica między Amperem a Coulombem?
Amper kontra Kulomb |
|
| Amper to jednostka SI służąca do pomiaru prądu elektrycznego. Ładunek jednostkowy przechodzący przez punkt w ciągu jednej sekundy nazywany jest jednym amperem. | Coulomb to jednostka SI służąca do pomiaru ładunku elektrycznego. Jeden kulomb jest równy ładunkowi protonów lub elektronów 6.241509×1018. |
| Pomiar | |
| Amperomierz służy do pomiaru prądu. | Ładunek jest mierzony za pomocą elektrometrów. |
| Definicja | |
| Prąd jest zdefiniowany przez SI z prawem siły Ampera, biorąc pod uwagę siłę działającą na przewodniki przewodzące prąd. | Kulomb jest formalnie zdefiniowany jako amperosekunda, która wiąże ładunek z prądem. |
Summer – Amper vs Coulomb
Amper służy do pomiaru przepływu ładunków elektrycznych, w przeciwieństwie do Coulomba, który służy do pomiaru statycznego ładunku elektrycznego. Chociaż Ampere jest z definicji związane z Coulombem, Ampere jest definiowane bez użycia ładunku, ale przy użyciu siły działającej na przewodnik przewodzący prąd. To jest różnica między Amperem a Kulombem.
