Ключова разлика – Ампер срещу Кулон
Ампер и Кулон са две мерни единици, които се използват за измерване на тока. Токът в проводник се измерва в ампери, докато Кулонът измерва количеството заряд. Един ампер е равен на потока от един кулон заряд за секунда. За разлика от кулон, който измерва количеството заряд, амперът измерва колко бързо се движи количеството заряд. Това е ключовата разлика между Ампер и Кулон.
Електрически ток възниква вътре в проводник, когато носителите на заряд вътре в проводника се движат през него под въздействието на разлика в напрежението. Много често срещан пример за това как възниква токът е водата, която тече през тръба. Ако тръбата се държи хоризонтално, няма да има поток вътре в нея; ако се наклони поне леко, ще се създаде потенциална разлика между двата края и по тръбата ще започне да тече вода. Колкото по-голям е наклонът, толкова по-голяма е потенциалната разлика, следователно толкова по-голямо е количеството вода, която тече за секунда. По същия начин, ако разликата в напрежението между двата края на проводника е по-висока, количеството на заряда, преминаващ през него, ще бъде по-високо, създавайки висок ток.
Какво е ампер?
Мерната единица за ток, ампер, е кръстена на френския математик и физик Андре-Мари Ампер, който се смята за бащата на електродинамиката. Амперите се наричат също ампери, накратко.
Законът за силата на Ампер гласи, че два успоредни електрически проводника, по които протича ток, прилагат сила един върху друг. Международните системи за единици (SI) определят един ампер въз основа на този закон за силата на Ампер; „Амперът е онзи постоянен ток, който, ако се поддържа в два прави успоредни проводника с безкрайна дължина, с незначително кръгло напречно сечение и поставени на един метър един от друг във вакуум, ще произведе между тези проводници сила, равна на 2 × 10−7 нютона на метър дължина”.
Фигура 01: SI дефиниция на ампер
По закона на Ом токът е свързан с напрежението като:
V=I x R
R е съпротивлението на тоководещия проводник. Мощността P, консумирана от товара, е свързана с протичащия през него ток и доставеното напрежение според:
P=V x I
Това може да се използва за разбиране на количеството на ампер. Помислете за електрическа ютия с номинална мощност 1000 W, която е свързана към захранваща линия от 230 V. Количеството ток, което консумира за нагряване, може да се изчисли като:
P=VI
1000 W=230 V ×I
I=1000/230
I=4.37 A
В сравнение с това, при електродъгово заваряване се използва токов лъч от близо 1000 A за разтопяване на железен прът. Ако се вземе предвид мълния, токът, доставен от средна светкавица, е около 10 000 ампера. Но светкавицата от 100 000 ампера също е измерена.
Токът се измерва с амперметър. Амперметърът работи в различни техники. В амперметър с подвижна намотка, намотка, монтирана по диаметъра на намотката, се захранва с измерения ток. Намотката е поставена между два магнитни полюса; N и S. Според правилото на лявата ръка на Флеминг се индуцира сила върху проводник, носещ ток, който е поставен в магнитно поле. Следователно силата върху монтираната намотка завърта намотката около нейния диаметър. Размерът на отклонението тук е пропорционален на тока през намотката; по този начин може да се направи измерването. Този подход обаче изисква прекъсване на проводника и поставяне на амперметъра в средата. Тъй като това не може да се направи в работеща система, в измервателните клещи се използва магнитен метод за измерване на променлив и постоянен ток без физически контакт с проводника.
Фигура 02: Амперметър с движеща се намотка
Какво е Кулон?
Единица SI Кулон, която се използва за измерване на електрически заряди, е кръстена на физика Шарл-Огюстин дьо Кулон, който въвежда закона на Кулон. Законът на Кулон гласи, че когато два заряда q1 и q2са поставени на r разстояние един от друг, върху всеки заряд действа сила според:йени
F=(keq1q2)/r
Тук ke е константата на Кулон. Кулон (C) е равен на заряда на приблизително 6,241509×1018 брой електрони или протони. Следователно зарядът на един електрон може да се изчисли като 1,602177×10−19 C. Статичният електрически заряд се измерва с помощта на електрометър. Както в предишния пример за електрическа ютия, количеството заряд, преминаващ в ютията за една секунда, може да се изчисли като:
I=Q/t
Q=4,37 A ×1 s
Q=4.37 C
По време на светкавица около 15 кулона заряд може да предаде ток от 30 000 A към земята от облак за част от секундата. Гръмотевичен облак обаче може да побере стотици кулони заряд по време на светкавица.
Зарядът също се измерва в амперчасове (Ah=A x h) в батериите. Типична батерия на мобилен телефон от 1500 mAh (теоретично) поддържа 1,5 A x 3600s=5400 C на заряд и за да се разбере зарядът, той се изразява като батерията може да осигури 1500 mA ток в рамките на един час.
Каква е разликата между Ампер и Кулон?
Ампер срещу Кулон |
|
| Ампер е единицата SI за измерване на електрически ток. Единичен заряд, преминаващ точка в рамките на една секунда, се нарича един ампер. | Кулон е единицата SI за измерване на електрическия заряд. Един кулон е равен на заряда, държан от 6,241509×1018 протони или електрони. |
| Измерване | |
| Амперметърът се използва за измерване на тока. | Зарядът се измерва с помощта на електрометри. |
| Дефиниция | |
| Токът се определя от SI със закона за силата на Ампер, като се има предвид силата, действаща върху тоководещите проводници. | Кулон официално се дефинира като ампер-секунда, което свързва заряда с тока. |
Summery – Ампер срещу Кулон
Амперът се използва за измерване на потока от електрически заряди, за разлика от Кулон, който се използва за измерване на статичния електрически заряд. Въпреки че Ампер е свързан с Кулон по дефиниция, Ампер се определя без използване на заряда, а чрез сила, действаща върху проводник с ток. Това е разликата между Ампер и Кулон.
