Diferența cheie – Amperi vs Coulomb
Amperi și Coulomb sunt două unități de măsură care sunt folosite pentru a măsura curentul. Curentul dintr-un conductor este măsurat în amperi, în timp ce coulombii măsoară cantitatea de sarcină. Un amper este egal cu fluxul unui coulomb al unei sarcini într-o secundă. Spre deosebire de coulomb, care măsoară cantitatea de sarcină, amperul măsoară cât de repede se mișcă cantitatea de sarcină. Aceasta este diferența cheie dintre Amperi și Coulomb.
Un curent electric apare în interiorul unui conductor atunci când purtătorii de sarcină din interiorul conductorului se deplasează prin acesta sub efectul unei diferențe de tensiune. Un exemplu foarte comun despre cum se produce curentul este apa care curge printr-o conductă. Dacă conducta este menținută orizontal, nu va exista nici un flux în interiorul acesteia; dacă este înclinat cel puțin ușor, se va crea o diferență de potențial între cele două capete și apa va începe să curgă prin țeavă. Cu cât panta este mai mare, cu atât diferența de potențial este mai mare, prin urmare, cu atât cantitatea de apă curge pe secundă este mai mare. În mod similar, dacă diferența de tensiune dintre cele două capete ale unui fir este mai mare, cantitatea de sarcină care curge va fi mai mare, producând un curent ridicat.
Ce este amperul?
Unitatea de măsură a curentului, Ampere, poartă numele unui matematician și fizician francez André-Marie Ampère, care este considerat părintele electrodinamicii. Amperii sunt numiți și ca amperi, pe scurt.
Legea forței lui Ampere spune că două fire electrice paralele care transportă curent impun o forță unul asupra celuil alt. International Systems of Unites (SI) definește un amper pe baza acestei Legi a forței lui Ampere; „Amperul este acel curent constant care, dacă este menținut în doi conductori paraleli drepti de lungime infinită, de secțiune circulară neglijabilă și plasat la un metru unul de celăl alt în vid, ar produce între acești conductori o forță egală cu 2×10−7 newtoni. pe metru lungime”.
Figura 01: Definiția SI a amperului
După legea lui Ohm, curentul este legat de tensiune ca:
V=I x R
R este rezistența conductorului care transportă curent. Puterea P consumată de o sarcină se referă la curentul care trece prin aceasta și la tensiunea furnizată conform:
P=V x I
Acest lucru poate fi folosit pentru a înțelege cantitatea unui amper. Luați în considerare un fier de călcat electric cu o putere de 1000 W, care este conectat la linia de alimentare de 230 V. Cantitatea de curent pe care o consumă pentru a se încălzi poate fi calculată ca:
P=VI
1000 W=230 V ×I
I=1000/230
I=4,37 A
În comparație cu asta, în sudarea cu arc electric, un fascicul de curent de aproape 1000 A este folosit pentru a topi o tijă de fier. Dacă se ia în considerare un fulger, curentul furnizat de un fulger mediu este de aproximativ 10.000 de amperi. Dar, a fost măsurat și un fulger de 100.000 de amperi.
Curentul este măsurat folosind ampermetrul. Ampermetrul funcționează în diferite tehnici. Într-un ampermetru cu bobină mobilă, o bobină montată de-a lungul diametrului bobinei este alimentată cu curentul măsurat. Bobina este plasată între doi poli magnetici; N și S. Conform regulii mâinii stângi a lui Flemming, este indusă o forță asupra unui conductor care transportă curent care este plasat în câmp magnetic. Prin urmare, forța asupra bobinei montate rotește bobina în jurul diametrului său. Cantitatea de deviere aici este proporțională cu curentul prin bobină; astfel, măsurarea poate fi luată. Cu toate acestea, această abordare necesită ruperea conductorului și plasarea ampermetrului în mijloc. Deoarece acest lucru nu se poate face într-un sistem în funcțiune, la cleme de măsură este utilizată o metodă magnetică pentru a măsura atât curenții AC, cât și DC fără un contact fizic cu conductorul.
Figura 02: Ampermetru cu bobină mobilă
Ce este Coulomb?
Unitatea SI Coulomb, care este folosită pentru măsurarea sarcinilor electrice, poartă numele fizicianului Charles-Augustin de Coulomb, care a introdus legea lui Coulomb. Legea lui Coulomb afirmă că, atunci când două sarcini q1 și q2sunt plasate la o distanță r, o forță acționează asupra fiecărei sarcini conform:
F=(keq1q2)/r
Aici, ke este constanta lui Coulomb. Un Coulomb (C) este egal cu sarcina de aproximativ 6,241509×1018 număr de electroni sau protoni. Prin urmare, sarcina unui singur electron poate fi calculată ca 1,602177×10−19 C. Sarcina electrică statică este măsurată folosind un electrometru. Ca și în exemplul anterior al unui fier de călcat electric, cantitatea de încărcare care trece în fier de călcat într-o secundă poate fi calculată ca:
I=Q/t
Q=4,37 A ×1 s
Q=4,37 C
În timpul unui fulger, aproximativ 15 coulombi de încărcare ar putea transmite un curent de 30.000 A la pământ dintr-un nor într-o fracțiune de secundă. Cu toate acestea, un nor de tunete ar putea reține sute de coulombi de încărcare în timpul fulgerelor.
Încărcarea se măsoară și în amperi-ore (Ah=A x h) în baterii. O baterie tipică a unui telefon mobil de 1500 mAh (teoretic) deține 1,5 A x 3600 s=5400 C de încărcare și, pentru a înțelege încărcarea, aceasta este exprimată prin faptul că bateria poate furniza curent de 1500 mA într-o oră.
Care este diferența dintre Ampere și Coulomb?
Ampere vs Coulomb |
|
| Amperi este unitatea SI pentru măsurarea curentului electric. O unitate de încărcare care trece de un punct într-o secundă se numește un amper. | Coulomb este unitatea SI pentru măsurarea sarcinii electrice. Un coulomb este egal cu sarcina deținută de 6,241509×1018 protoni sau electroni. |
| Măsurare | |
| Ampermetrul este folosit pentru a măsura curentul. | Încărcarea este măsurată folosind electrometre. |
| Definiție | |
| Curentul este definit de SI cu legea forței lui Ampere, luând în considerare forța care acționează asupra conductorilor care transportă curent. | Coulomb este definit oficial ca Ampere-secundă care raportează sarcina la curent. |
Summery – Ampere vs Coulomb
Ampere este folosit pentru a măsura fluxul de sarcini electrice, spre deosebire de Coulomb, care este folosit pentru a măsura sarcina electrică statică. Deși Ampere este legat de Coulomb prin definiție, Ampere este definit fără a utiliza sarcina, ci folosind o forță care acționează asupra unui conductor care transportă curent. Aceasta este diferența dintre Amperi și Coulomb.
