تفاوت کلیدی – آمپر در مقابل کولن
Ampere و Coulomb دو واحد اندازه گیری هستند که برای اندازه گیری جریان استفاده می شوند. جریان در یک هادی با آمپر اندازه گیری می شود، در حالی که کولن میزان بار را اندازه گیری می کند. یک آمپر برابر است با جریان یک کولن بار در ثانیه. برخلاف کولن که میزان بار را اندازه گیری می کند، آمپر سرعت حرکت مقدار بار را اندازه می گیرد. این تفاوت اصلی بین آمپر و کولن است.
یک جریان الکتریکی در داخل یک هادی زمانی رخ می دهد که حامل های بار داخل هادی تحت تأثیر اختلاف ولتاژ از طریق آن حرکت کنند.یک مثال بسیار رایج از نحوه ایجاد جریان، جریان آب از طریق لوله است. اگر لوله به صورت افقی نگه داشته شود، جریانی در داخل آن وجود نخواهد داشت. اگر حداقل کمی کج شود، اختلاف پتانسیل بین دو سر ایجاد می‌کند و آب از لوله شروع به جریان می‌کند. هر چه شیب بیشتر باشد، اختلاف پتانسیل بیشتر است، بنابراین مقدار آب در هر ثانیه بیشتر می شود. به طور مشابه، اگر اختلاف ولتاژ بین دو سر سیم بیشتر باشد، مقدار باری که از آن عبور می‌کند بیشتر می‌شود و جریان بالایی ایجاد می‌کند.
آمپر چیست؟
واحد اندازه گیری جریان، آمپر، به نام آندره ماری آمپر، ریاضیدان و فیزیکدان فرانسوی که به عنوان پدر الکترودینامیک در نظر گرفته می شود، نامگذاری شده است. آمپر به طور خلاصه آمپر نیز نامیده می شود.
قانون نیروی آمپر بیان می کند که دو سیم الکتریکی موازی که حامل جریان هستند، نیرویی را به یکدیگر تحمیل می کنند. سیستم های بین المللی واحدها (SI) یک آمپر را بر اساس این قانون نیروی آمپر تعریف می کند. آمپر جریان ثابتی است که اگر در دو هادی موازی مستقیم با طول بی‌نهایت، با سطح مقطع دایره‌ای ناچیز حفظ شود و در خلاء یک متر از هم قرار گیرد، بین این هادی‌ها نیرویی برابر با 2×10-7 نیوتن ایجاد می‌کند. در هر متر طول».
شکل 01: تعریف SI آمپر
طبق قانون اهم، جریان به ولتاژ مربوط می شود:
V=I x R
R مقاومت هادی حامل جریان است. توان P مصرف شده توسط یک بار به جریان عبوری از آن و ولتاژ عرضه شده بر اساس: مربوط می شود.
P=V x I
می توان از این برای درک مقدار یک آمپر استفاده کرد. اتو برقی با توان 1000 وات را در نظر بگیرید که به خط برق 230 ولت وصل شده است. مقدار جریانی که برای گرم شدن مصرف می کند را می توان به صورت زیر محاسبه کرد:
P=VI
1000 W=230 V ×I
I=1000/230
I=4.37 A
در مقایسه با آن، در جوشکاری قوس الکتریکی، یک پرتو جریان نزدیک به 1000 A برای ذوب یک میله آهنی استفاده می شود. اگر رعد و برق در نظر گرفته شود، جریانی که توسط یک رعد و برق به طور متوسط ارائه می شود حدود 10000 آمپر است. اما یک فلاش رعد و برق 100000 آمپری نیز اندازه گیری شده است.
جریان با استفاده از آمپرمتر اندازه گیری می شود. آمپرسنج در تکنیک های مختلف کار می کند. در آمپرمتر سیم پیچ متحرک، یک سیم پیچ نصب شده در امتداد قطر سیم پیچ با جریان اندازه گیری شده تامین می شود. سیم پیچ بین دو قطب مغناطیسی قرار می گیرد. N و S. طبق قانون چپ فلمینگ، نیرویی به یک هادی حامل جریان که در میدان مغناطیسی قرار می گیرد، القا می شود. بنابراین، نیروی وارد بر سیم پیچ نصب شده، سیم پیچ را به دور قطر آن می چرخاند. مقدار انحراف در اینجا متناسب با جریان عبوری از سیم پیچ است. بنابراین، اندازه گیری می تواند انجام شود. با این حال، این روش مستلزم شکستن هادی و قرار دادن آمپرمتر در وسط است.از آنجایی که این کار را نمی توان در یک سیستم در حال اجرا انجام داد، از یک روش مغناطیسی در گیره متر برای اندازه گیری جریان های AC و DC بدون تماس فیزیکی با هادی استفاده می شود.
شکل 02: آمپرسنج نوع سیم پیچ متحرک
Coulomb چیست؟
واحد SI کولن، که برای اندازه گیری بارهای الکتریکی استفاده می شود، به نام فیزیکدان چارلز آگوستین دو کولن نامگذاری شده است که قانون کولن را معرفی کرد. قانون کولمب بیان می کند که وقتی دو بار q1 و q2از یکدیگر فاصله دارند، بر هر بار نیرویی بر اساس: عمل می کند:
F=(keq1q22)/r
در اینجا، ke ثابت کولن است. یک کولن (C) برابر است با بار تقریباً 6.241509×1018 تعداد الکترون یا پروتون. از این رو، بار یک الکترون منفرد را می توان 1.602177×10−19 C محاسبه کرد. بار الکتریکی ساکن با استفاده از یک الکترومتر اندازه گیری می شود. همانطور که در مثال قبلی یک اتو برقی، مقدار بار وارد شده به اتو در یک ثانیه را می توان به صورت زیر محاسبه کرد:
I=Q/t
Q=4.37 A × 1 ثانیه
Q=4.37 C
در طول یک رعد و برق، حدود 15 کولن بار می تواند جریانی معادل 30000 A را از یک ابر در کسری از ثانیه به زمین منتقل کند. با این حال، یک ابر رعد و برق می تواند صدها کولن بار را در طول رعد و برق نگه دارد.
شارژ نیز در باتری ها بر حسب آمپر ساعت (Ah=A x h) اندازه گیری می شود. یک باتری تلفن همراه معمولی 1500 میلی آمپر ساعتی (از لحاظ نظری) 1.5 A x 3600s=5400 درجه سانتیگراد شارژ دارد، و برای درک میزان شارژ، بیان می شود که باتری می تواند 1500 میلی آمپر جریان را در عرض یک ساعت ارائه دهد.
تفاوت آمپر و کولن چیست؟
Ampere vs Coulomb |
|
| Ampere واحد SI برای اندازه گیری جریان الکتریکی است. بار واحدی که از نقطه ای در یک ثانیه عبور کند، یک آمپر نامیده می شود. | Coulomb واحد SI برای اندازه گیری بار الکتریکی است. یک کولن برابر است با باری که 6.241509×1018 پروتون یا الکترون نگه می دارد. |
| اندازه گیری | |
| آمپرستر برای اندازه گیری جریان استفاده می شود. | شارژ با استفاده از الکترومتر اندازه‌گیری می‌شود. |
| تعریف | |
| جریان با SI با قانون نیروی آمپر تعریف می شود و نیروی وارد بر هادی های حامل جریان را در نظر می گیرد. | Coulomb به طور رسمی به عنوان آمپر ثانیه تعریف می شود که شارژ را به جریان مرتبط می کند. |
تابستان - آمپر در مقابل کولن
آمپر برای اندازه گیری جریان بارهای الکتریکی استفاده می شود، برخلاف کولن که برای اندازه گیری بار الکتریکی ساکن استفاده می شود. اگرچه آمپر با تعریف مربوط به کولن است، آمپر بدون استفاده از بار، اما با استفاده از نیرویی که بر رسانای حامل جریان وارد می شود، تعریف می شود. این تفاوت بین آمپر و کولن است.
