Nøgleforskel – Ampere vs Coulomb
Ampere og Coulomb er to måleenheder, der bruges til at måle strømmen. Strømmen i en leder måles i ampere, hvorimod Coulombs måler mængden af ladning. En ampere er lig med strømmen af en coulomb af en ladning i et sekund. I modsætning til coulomb, der måler mængden af ladning, måler ampere, hvor hurtigt mængden af ladning bevæger sig. Dette er den vigtigste forskel mellem Ampere og Coulomb.
En elektrisk strøm opstår inde i en leder, når ladningsbærerne inde i lederen bevæger sig gennem den under påvirkning af en spændingsforskel. Et meget almindeligt eksempel på, hvordan strømmen opstår, er vandet, der strømmer gennem et rør. Hvis røret holdes vandret, vil der ikke være nogen strømning inde i det; hvis det vippes i det mindste lidt, vil det skabe en potentiel forskel mellem de to ender, og vandet vil begynde at strømme gennem røret. Jo højere hældning, jo større potentialeforskel, jo højere mængder vand strømmer per sekund. På samme måde, hvis spændingsforskellen mellem de to ender af en ledning er højere, vil mængden af ladning, der strømmer igennem, være højere, hvilket giver høj strøm.
Hvad er Ampere?
Måleenheden for strøm, Ampere, er opkaldt efter en fransk matematiker og fysiker André-Marie Ampère, der anses for at være elektrodynamikkens fader. Ampere kaldes også for forstærkere, kort sagt.
Amperes kraftlov siger, at to parallelle elektriske ledninger, der fører strøm, påfører hinanden en kraft. International Systems of Unites (SI) definerer én ampere baseret på denne amperes kraftlov; Amperen er den konstante strøm, som, hvis den holdes i to lige parallelle ledere af uendelig længde, med ubetydeligt cirkulært tværsnit og placeres en meter fra hinanden i vakuum, ville frembringe en kraft på 2×10−7 newton mellem disse ledere per meter længde”.
Figur 01: SI-definition af Ampere
Ifølge Ohms lov er strøm relateret til spænding som:
V=I x R
R er modstanden af den strømførende leder. Effekten P, der forbruges af en belastning, er relateret til strømmen, der løber gennem den og den leverede spænding i henhold til:
P=V x I
Dette kan bruges til at forstå mængden af en ampere. Overvej et elektrisk strygejern med en effekt på 1000 W, som er forbundet til 230 V-strømledningen. Mængden af strøm, det bruger for at varme op, kan beregnes som:
P=VI
1000 W=230 V ×I
I=1000/230
I=4,37 A
Sammenlignet med det, ved elektrisk lysbuesvejsning, bruges en strømstråle på næsten 1000 A til at smelte en jernstang. Hvis et lyn overvejes, er strømmen leveret af et gennemsnitligt lyn omkring 10.000 ampere. Men et lyn på 100.000 ampere er også blevet målt.
Strøm måles ved hjælp af amperemeter. Amperemeter virker i forskellige teknikker. I et amperemeter med bevægelig spole forsynes en spole monteret langs spolens diameter med den målte strøm. Spolen er placeret mellem to magnetiske poler; N og S. Ifølge Flemmings venstrehåndsregel induceres en kraft på en strømførende leder, som er placeret i magnetfelt. Derfor roterer kraften på den monterede spole spolen omkring dens diameter. Mængden af afbøjning her er proportional med strømmen gennem spolen; således kan målingen tages. Denne tilgang kræver dog, at lederen brydes og amperemeteret placeres i midten. Da dette ikke kan lade sig gøre i et kørende system, bruges en magnetisk metode i klemmemålere til at måle både AC- og DC-strømme uden fysisk kontakt med lederen.
Figur 02: Moving-Coil Type Amperemeter
Hvad er Coulomb?
SI-enheden Coulomb, som bruges til at måle elektriske ladninger, er opkaldt efter fysikeren Charles-Augustin de Coulomb, der introducerede Coulombs lov. Coulombs lov siger, at når to ladninger q1 og q2placeres r afstand fra hinanden, virker en kraft på hver ladning i overensstemmelse med:
F=(keq1q2)/r
Her er ke Coulombs konstant. En Coulomb (C) er lig med ladningen af cirka 6,241509×1018 antal elektroner eller protoner. Derfor kan ladningen af en enkelt elektron beregnes som 1,602177×10−19 C. Statisk elektrisk ladning måles ved hjælp af et elektrometer. Som i det foregående eksempel på et elektrisk strygejern kan mængden af ladning, der passerer ind i strygejernet på et sekund, beregnes som:
I=Q/t
Q=4,37 A ×1 s
Q=4,37 C
Under et lyn kan omkring 15 coulombs ladning sende en strøm på 30.000 A til jord fra en sky på en brøkdel af et sekund. En tordensky kunne dog holde hundredvis af coulombs ladning under lynnedslag.
Opladning måles også i ampere-timer (Ah=A x h) i batterier. Et typisk mobiltelefonbatteri på 1500 mAh (teoretisk set) holder 1,5 A x 3600s=5400 C opladning, og for at give en mening om opladningen udtrykkes det som, at batteriet kan levere 1500 mA strøm inden for en time.
Hvad er forskellen mellem Ampere og Coulomb?
Ampere vs Coulomb |
|
| Ampere er SI-enheden til at måle den elektriske strøm. En enhedsladning, der passerer et punkt inden for et sekund, kaldes én ampere. | Coulomb er SI-enheden til at måle den elektriske ladning. Én coulomb er lig med ladningen af 6,241509×1018 protoner eller elektroner. |
| Measurement | |
| Amperemeter bruges til at måle strømmen. | Opladning måles ved hjælp af elektrometre. |
| Definition | |
| Strøm er defineret af SI med Amperes kraftlov, i betragtning af den kraft, der virker på strømførende ledere. | Coulomb er formelt defineret som Ampere-sekund, som relaterer ladningen til strøm. |
Sommerlig – Ampere vs Coulomb
Ampere bruges til at måle strømmen af elektriske ladninger, i modsætning til Coulomb, som bruges til at måle den statiske elektriske ladning. Selvom Ampere er relateret til Coulomb per definition, er Ampere defineret uden at bruge ladningen, men ved at bruge en kraft, der virker på en strømførende leder. Dette er forskellen mellem Ampere og Coulomb.
