Kľúčový rozdiel – Ampere vs Coulomb
Ampér a Coulomb sú dve merné jednotky, ktoré sa používajú na meranie prúdu. Prúd vo vodiči sa meria v ampéroch, zatiaľ čo Coulombs meria množstvo náboja. Jeden ampér sa rovná prietoku jedného coulombu náboja za sekundu. Na rozdiel od coulombu, ktorý meria množstvo náboja, ampér meria, ako rýchlo sa množstvo náboja pohybuje. Toto je kľúčový rozdiel medzi Ampere a Coulomb.
Vnútri vodiča vzniká elektrický prúd, keď sa nosiče náboja vo vodiči pohybujú pod vplyvom rozdielu napätia. Veľmi častým príkladom toho, ako sa vyskytuje prúd, je voda pretekajúca potrubím. Ak je potrubie držané vodorovne, nebude v ňom prúdiť; ak sa aspoň mierne nakloní, vytvorí potenciálny rozdiel medzi oboma koncami a cez potrubie začne tiecť voda. Čím vyšší je sklon, tým vyšší je potenciálny rozdiel, a teda tým vyššie množstvo vody pretečie za sekundu. Podobne, ak je rozdiel napätia medzi dvoma koncami drôtu vyšší, množstvo pretečeného náboja bude vyššie, čo spôsobí vysoký prúd.
Čo je ampér?
Meracia jednotka prúdu Ampere je pomenovaná po francúzskom matematikovi a fyzikovi André-Marie Ampère, ktorý je považovaný za otca elektrodynamiky. Ampéry sa v skratke nazývajú aj ampéry.
Ampérov zákon o sile uvádza, že dva paralelné elektrické vodiče prenášajúce prúd na seba pôsobia silou. International Systems of Unites (SI) definuje jeden ampér na základe tohto Ampérovho zákona o sile; „Ampér je ten konštantný prúd, ktorý, ak by sa udržiaval v dvoch rovných paralelných vodičoch nekonečnej dĺžky, zanedbateľného kruhového prierezu a umiestnil by sa jeden meter od seba vo vákuu, vytvoril by medzi týmito vodičmi silu rovnajúcu sa 2 × 10-7 newtonov. na meter dĺžky“.
Obrázok 01: Definícia ampéra SI
Podľa Ohmovho zákona je prúd spojený s napätím ako:
V=I x R
R je odpor vodiča pod prúdom. Výkon P spotrebovaný záťažou súvisí s prúdom, ktorý ňou preteká a dodávaným napätím podľa:
P=V x I
Toto sa dá použiť na pochopenie množstva ampéra. Predstavte si elektrickú žehličku s výkonom 1 000 W, ktorá je pripojená k napájaciemu vedeniu 230 V. Množstvo prúdu, ktorý spotrebuje na zahriatie, možno vypočítať ako:
P=VI
1000 W=230 V ×I
I=1000/230
I=4,37 A
V porovnaní s tým sa pri zváraní elektrickým oblúkom používa na roztavenie železnej tyče prúdový lúč takmer 1000 A. Ak sa uvažuje o blesku, prúd dodaný priemerným bleskom je asi 10 000 ampérov. Bol však nameraný aj 100 000 ampérový blesk.
Prúd sa meria pomocou ampérmetra. Ampérmeter pracuje rôznymi technikami. V ampérmetri s pohyblivou cievkou je cievka namontovaná pozdĺž priemeru cievky napájaná meraným prúdom. Cievka je umiestnená medzi dvoma magnetickými pólmi; N a S. Podľa Flemmingovho pravidla ľavej ruky sa na vodič s prúdom, ktorý je umiestnený v magnetickom poli, indukuje sila. Preto sila na namontovanú cievku otáča cievku okolo jej priemeru. Veľkosť výchylky je tu úmerná prúdu cez cievku; tak je možné vykonať meranie. Tento prístup však vyžaduje prerušenie vodiča a umiestnenie ampérmetra do stredu. Keďže to nie je možné v spustenom systéme, v kliešťových meračoch sa používa magnetická metóda na meranie striedavého aj jednosmerného prúdu bez fyzického kontaktu s vodičom.
Obrázok 02: Ampérmeter typu pohyblivej cievky
Čo je Coulomb?
Jednotka SI Coulomb, ktorá sa používa na meranie elektrických nábojov, je pomenovaná po fyzikovi Charlesovi-Augustinovi de Coulomb, ktorý zaviedol Coulombov zákon. Coulombov zákon hovorí, že keď sú dva náboje q1 a q2umiestnené vo vzdialenosti od seba, na každý náboj pôsobí sila podľa:
F=(keq1q2)/r
Tu, ke je Coulombova konštanta. Coulomb (C) sa rovná náboju približne 6,241509 × 1018 počtu elektrónov alebo protónov. Náboj jedného elektrónu teda možno vypočítať ako 1,602177×10−19 C. Statický elektrický náboj sa meria pomocou elektrometra. Rovnako ako v predchádzajúcom príklade elektrickej žehličky, množstvo náboja, ktorý prejde do žehličky za jednu sekundu, možno vypočítať takto:
I=Q/t
Q=4,37 A × 1 s
Q=4,37 C
Počas blesku by okolo 15 coulombov náboja mohlo prejsť prúdom 30 000 A na zem z mraku za zlomok sekundy. Hromový mrak však môže počas blesku držať stovky coulombov náboja.
Nabíjanie batérie sa meria aj v ampérhodinách (Ah=A x h). Typická batéria mobilného telefónu s kapacitou 1 500 mAh (teoreticky) má nabitie 1,5 A x 3 600 s=5 400 C, a aby bolo možné pochopiť nabíjanie, je vyjadrené tak, že batéria dokáže poskytnúť prúd 1 500 mA za hodinu.
Aký je rozdiel medzi Ampere a Coulomb?
Ampér vs Coulomb |
|
| Ampér je jednotka SI na meranie elektrického prúdu. Jednotkový náboj, ktorý prejde bodom do jednej sekundy, sa nazýva jeden ampér. | Coulomb je jednotka SI na meranie elektrického náboja. Jeden coulomb sa rovná náboju 6,241509×1018 protónov alebo elektrónov. |
| Measurement | |
| Ampérmeter sa používa na meranie prúdu. | Náboj sa meria pomocou elektrometrov. |
| Definícia | |
| Prúd je definovaný pomocou SI s Ampérovým silovým zákonom, berúc do úvahy silu pôsobiacu na vodiče prenášajúce prúd. | Coulomb je formálne definovaný ako ampérsekunda, ktorá spája náboj s prúdom. |
Leto – Ampere vs Coulomb
Ampér sa používa na meranie toku elektrických nábojov, na rozdiel od Coulombu, ktorý sa používa na meranie statického elektrického náboja. Hoci ampér súvisí s Coulombom podľa definície, ampér je definovaný bez použitia náboja, ale pomocou sily pôsobiacej na vodič s prúdom. Toto je rozdiel medzi Ampere a Coulomb.
