Ero Amperen ja Coulombin välillä

Avainero - Ampere vs. Coulomb

Ampere ja Coulomb ovat kaksi mittayksikköä, joita käytetään virran mittaamiseen. Johtimen virta mitataan ampeereina, kun taas Coulombs mittaa varauksen määrän. Yksi ampeeri on yhtä suuri kuin yhden varauskulman virtaus toisessa. Toisin kuin Coulomb, joka mittaa latauksen määrän, ampeeri mittaa kuinka nopeasti latauksen määrä liikkuu. Tämä on keskeinen ero Amperen ja Coulombin välillä.

Sähkövirta tapahtuu johtimen sisällä, kun johtimen sisällä olevat varauskuljettajat liikkuvat sen läpi jänniteeron vaikutuksesta. Hyvin yleinen esimerkki virran muodostumisesta on putken läpi virtaava vesi. Jos putkea pidetään vaakasuorassa, siinä ei ole virtausta; jos sitä kallistetaan ainakin hieman, se luo potentiaaliero kahden pään välillä ja vesi alkaa virtata putken läpi. Mitä suurempi kaltevuus, sitä suurempi potentiaaliero on, sitä suurempi veden määrä virtaa sekunnissa. Samoin, jos johtimen kahden pään välinen jänniteero on suurempi, läpi kulkevan varauksen määrä on suurempi, jolloin suuri virta.

SISÄLLYS
1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on Ampere
3. Mikä on Coulomb
4. Vertailu rinnakkain - Ampere vs. Coulomb
5. Yhteenveto

Mikä on Ampere?

Virran mittausyksikkö Ampere on nimetty ranskalaisen matemaatikon ja fyysikon André-Marie Ampèren mukaan, jota pidetään sähköodynamiikan isänä. Ampereita kutsutaan myös nimellä ampeeria, lyhyesti.

Amperen voimalaki toteaa, että kaksi rinnakkaista sähköjohtoa, joka kuljettaa virtaa, aiheuttavat voiman toisiinsa. Kansainväliset yhdysvaltalaiset järjestelmät (SI) määrittelevät yhden ampeerin tämän Amperen voimalain perusteella; ”Ampeeri on vakiovirta, joka pidettäessä kahdessa suorassa rinnakkaisessa äärettömän pituisessa johtimessa, jonka poikkileikkaus on merkityksetön ja sijoitettuna yhden metrin etäisyydelle tyhjiössä, tuottaisi näiden johtimien välillä voiman, joka on yhtä suuri kuin 2 × 10−7 newtonia pituusmetriä kohti ”.

Kuva 01: SI-ampeerin määritelmä

Ohmin lain mukaan virta liittyy jännitteeseen seuraavasti:

V = I x R

R on virtaa kuljettavan johtimen vastus. Kuorman kuluttama teho P liittyy sen läpi kulkevaan virran ja syötettyyn jännitteeseen seuraavasti:

P = V x I

Tätä voidaan käyttää ampeerin määrän ymmärtämiseen. Harkitse sähkörautaa, jonka nimellisarvo on 1000 W ja joka on kytketty 230 V: n sähköjohtoon. Kuumentamiseksi kuluttaman virran määrä voidaan laskea seuraavasti:

P = VI
1 000 W = 230 V × I
I = 1000/230
I = 4,37 A

Tähän verrattuna sähkökaarihitsauksessa rautavartta sulatetaan virtapalkki, joka on lähes 1000 A. Jos otetaan huomioon salama, keskimääräisen salaman välittämä virta on noin 10 000 ampeeria. Mutta myös 100 000 ampeerin salama on mitattu.

Virta mitataan ampeerimittarilla. Ampermittari toimii eri tekniikoilla. Liikkuvan kelan amperimittarissa kelan halkaisijaa pitkin asennettu kela syötetään mitatulla virralla. Kela on sijoitettu kahden magneettisen navan väliin; N ja S. Flemmingin vasemman käden säännön mukaan voima indusoidaan magneettikenttään sijoitetulle virranjohtimella. Siksi asennettuun kelaan kohdistuva voima kiertää kelaa sen halkaisijan ympäri. Tällöin taipuman määrä on verrannollinen kelan läpi kulkevaan virtaan; siten mittaus voidaan suorittaa. Tämä lähestymistapa vaatii kuitenkin johtimen katkaisemisen ja ampeerimittarin asettamisen keskelle. Koska tätä ei voida tehdä käynnissä olevassa järjestelmässä, kiinnittimissä käytetään magneettista menetelmää sekä vaihto- että tasavirtavirtojen mittaamiseen ilman fyysistä kosketusta johtimeen..

Kuva 02: Liikkuvan kelan tyyppinen ampeerimittari

Mikä on Coulomb?

Sähköyksiköiden mittaamiseen käytetty SI-yksikkö Coulomb on nimetty fyysikon Charles-Augustin de Coulomb mukaan, joka esitteli Coulombin lain. Coulombin laki toteaa, että kun kaksi maksua q₁ ja q₂sijoitetaan R etäisyyden päässä toisistaan, voima vaikuttaa jokaisessa varauksessa seuraavan mukaisesti:

F = (k_eq₁q₂) / R

Tässä, K_eon Coulombin vakio. Coulomb (C) on yhtä suuri kuin noin 6,241509 × 10: n varaus¹⁸ elektronien tai protonien lukumäärä. Siksi yhden elektronin varaus voidaan laskea 1,602177 x 10^-19 C. Staattinen sähkövaraus mitataan sähkömittarilla. Kuten edellisessä sähköraudan esimerkissä, varauksen määrä kulkee rautaan yhdessä sekunnissa voidaan laskea seuraavasti:

I = Q / t
Q = 4,37 A × 1 s
Q = 4,37 C

Salaman välähtäessä noin 15 varaosaa pystyi siirtämään 30 000 A: n virran maahan pilvestä sekunnin murto-osassa. Ukkopilvi saattoi kuitenkin pitää satoja varauloja salaman aikana.

Akkujen varaus mitataan myös ampeeritunteina (Ah = A x h). Tyypillinen matkapuhelimen akku (1500 mAh) (teoreettisesti) pitää 1,5 A x 3600s = 5400 C latauksen, ja latauksen ymmärtämiseksi se ilmaistaan sillä, että akku pystyy tarjoamaan 1500 mA virran tunnissa..

Mikä on ero Amperen ja Coulombin välillä??

Ampere vs. Coulomb
Amperi on SI-yksikkö sähkövirran mittaamiseksi. Yhden yksikön varausta, joka kulkee pisteen sekunnissa, kutsutaan yhdeksi ampeeriksi.	Coulomb on SI-yksikkö sähkövarauksen mittaamiseksi. Yksi coulomb on yhtä suuri kuin varaus, jonka haltija on 6.241509 × 10¹⁸ protonit tai elektronit.
mittaus
Ampermetriä käytetään virran mittaamiseen.	Lataus mitataan elektrometreillä.
Määritelmä
Virta määritetään SI: n avulla Amperen voimalailla ottaen huomioon virrankuljettaviin johtimiin vaikuttava voima.	Coulomb määritellään muodollisesti ampeerisekunniksi, joka suhteuttaa varauksen virtaan.

Summery - Ampere vs Coulomb

Ampeeria käytetään mittaamaan sähkövarausten virtausta, toisin kuin Coulomb, jota käytetään mittaamaan staattista sähkövarausta. Vaikka Ampere on määritelmän mukaan liittynyt Coulombiin, Ampere määritetään käyttämättä varausta, mutta käyttämällä virran kuljettavaan johtimeen vaikuttavaa voimaa. Tämä on ero Amperen ja Coulombin välillä.

Viite:
1. Salama vilkkuu ja välähtää. (N.d.). Haettu 29. toukokuuta 2017, osoitteesta http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/lightning2.html
2. Ampere. (2017, 28. toukokuuta). Haettu 29. toukokuuta 2017 osoitteesta https://en.wikipedia.org/wiki/Ampere
3. Coulomb. (2017, 24. maaliskuuta). Haettu 29. toukokuuta 2017 osoitteesta https://fi.wikipedia.org/wiki/Coulomb#SI_prefixes

Kuvan kohteliaisuus:
1. ”Ampere-def-en”, kirjoittanut Danmichaelo (julkinen alue) Commons Wikimedia -palvelun kautta
2. TiCPU: n (GFDL) ”Galvanometrikaavio” Commons Wikimedian kautta

tekniikka