Klíčový rozdíl – Ampere vs Coulomb
Ampér a Coulomb jsou dvě jednotky měření, které se používají k měření proudu. Proud ve vodiči se měří v ampérech, zatímco Coulombs měří množství náboje. Jeden ampér se rovná průtoku jednoho coulombu náboje za sekundu. Na rozdíl od coulombu, který měří množství náboje, ampér měří, jak rychle se množství náboje pohybuje. Toto je klíčový rozdíl mezi Ampere a Coulomb.
Uvnitř vodiče vzniká elektrický proud, když se nosiče náboje uvnitř vodiče pohybují pod vlivem rozdílu napětí. Velmi častým příkladem toho, jak se proud vyskytuje, je voda protékající potrubím. Pokud je potrubí drženo vodorovně, nebude v něm proudit; pokud se alespoň mírně nakloní, vytvoří potenciální rozdíl mezi oběma konci a potrubím začne protékat voda. Čím vyšší je sklon, tím vyšší je potenciálový rozdíl, a tím větší množství vody proteče za sekundu. Podobně, je-li rozdíl napětí mezi dvěma konci drátu vyšší, množství náboje protékajícího skrz bude vyšší, což způsobí vysoký proud.
Co je Ampere?
Měřicí jednotka proudu, Ampere, je pojmenována po francouzském matematikovi a fyzikovi André-Marie Ampère, který je považován za otce elektrodynamiky. Ampérům se také říká zkráceně zesilovače.
Ampérův silový zákon říká, že dva paralelní elektrické vodiče, kterými prochází proud, na sebe působí silou. International Systems of Unites (SI) definuje jeden ampér na základě tohoto Ampérova silového zákona; „Ampér je konstantní proud, který, pokud by byl udržován ve dvou přímých paralelních vodičích nekonečné délky, zanedbatelného kruhového průřezu a umístěných jeden metr od sebe ve vakuu, vytvořil by mezi těmito vodiči sílu rovnou 2 × 10-7 newtonům. na metr délky“.
Obrázek 01: Definice ampér v SI
Podle Ohmova zákona souvisí proud s napětím jako:
V=I x R
R je odpor vodiče pod proudem. Výkon P spotřebovaný zátěží se vztahuje k proudu, který jí protéká, a dodávanému napětí podle:
P=V x I
Toto lze použít k pochopení množství ampéru. Uvažujme elektrickou žehličku s výkonem 1000 W, která je připojena k elektrickému vedení 230 V. Množství proudu, které spotřebuje na zahřátí, lze vypočítat takto:
P=VI
1000 W=230 V ×I
I=1000/230
I=4,37 A
Ve srovnání s tím se při svařování elektrickým obloukem používá k roztavení železné tyče proudový paprsek téměř 1000 A. Pokud se uvažuje o blesku, proud dodávaný průměrným bleskem je asi 10 000 ampérů. Ale byl také naměřen 100 000 ampérový blesk.
Proud se měří pomocí ampérmetru. Ampérmetr pracuje v různých technikách. V ampérmetru s pohyblivou cívkou je měřený proud napájen cívkou namontovanou podél průměru cívky. Cívka je umístěna mezi dvěma magnetickými póly; N a S. Podle Flemmingova pravidla levé ruky se na vodič s proudem, který je umístěn v magnetickém poli, indukuje síla. Proto síla na namontovanou cívku otáčí cívkou kolem jejího průměru. Velikost výchylky je zde úměrná proudu procházejícího cívkou; tak lze provést měření. Tento přístup však vyžaduje přerušení vodiče a umístění ampérmetru doprostřed. Protože to nelze provést v běžícím systému, používá se v klešťových měřičích magnetická metoda k měření střídavého i stejnosměrného proudu bez fyzického kontaktu s vodičem.
Obrázek 02: Ampérmetr typu s pohyblivou cívkou
Co je Coulomb?
Jednotka SI Coulomb, která se používá k měření elektrických nábojů, je pojmenována po fyzikovi Charlesi-Augustinovi de Coulomb, který zavedl Coulombův zákon. Coulombův zákon říká, že když jsou dva náboje q1 a q2umístěny ve vzdálenosti od sebe, působí na každý náboj síla podle:
F=(keq1q2)/r
Tady ke je Coulombova konstanta. Coulomb (C) se rovná náboji zhruba 6,241509×1018 počtu elektronů nebo protonů. Náboj jednoho elektronu lze tedy vypočítat jako 1,602177×10−19 C. Statický elektrický náboj se měří pomocí elektrometru. Stejně jako v předchozím příkladu elektrické žehličky lze množství náboje procházejícího do žehličky za jednu sekundu vypočítat takto:
I=Q/t
Q=4,37 A × 1 s
Q=4,37 C
Během blesku mohlo kolem 15 coulombů náboje projít proudem 30 000 A k zemi z mraku ve zlomku sekundy. Nicméně bouřkový mrak může během blesku pojmout stovky coulombů náboje.
Nabíjení se také u baterií měří v ampérhodinách (Ah=A x h). Typická baterie mobilního telefonu o kapacitě 1 500 mAh (teoreticky) pojme 1,5 A x 3 600 s=5 400 C nabití, a abychom měli smysl nabití, udává se, že baterie může poskytnout proud 1 500 mA za hodinu.
Jaký je rozdíl mezi Ampere a Coulomb?
Ampér vs Coulomb |
|
| Ampér je jednotka SI pro měření elektrického proudu. Jednotkový náboj procházející bodem během jedné sekundy se nazývá jeden ampér. | Coulomb je jednotka SI pro měření elektrického náboje. Jeden coulomb se rovná náboji 6,241509×1018 protonů nebo elektronů. |
| Měření | |
| Ampérmetr se používá k měření proudu. | Náboj se měří pomocí elektroměrů. |
| Definice | |
| Proud je definován pomocí SI s Ampérovým silovým zákonem s ohledem na sílu působící na vodiče vedoucí proud. | Coulomb je formálně definován jako ampérsekunda, která vztahuje náboj k proudu. |
Léto – Ampere vs Coulomb
Ampér se používá k měření toku elektrických nábojů, na rozdíl od Coulombu, který se používá k měření statického elektrického náboje. Ačkoli Ampere je z definice příbuzný Coulombovi, Ampere je definován bez použití náboje, ale pomocí síly působící na vodič s proudem. To je rozdíl mezi Ampere a Coulomb.
