Forskellen mellem Ampere og Coulomb
Share
Nøgleforskel - Ampere vs Coulomb
Ampere og Coulomb er to måleenheder, der bruges til at måle strømmen. Strømmen i en leder måles i Amperes, hvorimod Coulombs måler lademængden. Én ampere er lig med strømmen af en coulomb af en ladning i et sekund. I modsætning til coulomb, hvilken måler lademængden, ampere måler, hvor hurtigt lademængden 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 mindst lidt, vil det skabe en potentiel forskel mellem de to ender, og vand vil begynde at strømme gennem røret. Jo højere skråningen er, jo højere er potentialforskellen, desto højere er vandmængden pr. Sekund. Tilsvarende, hvis spændingsforskellen mellem de to ender af en ledning er højere, vil mængden af ladning, der strømmer igennem, være højere, hvilket giver høj strøm.
INDHOLD
1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er Ampere
3. Hvad er Coulomb
4. Sammenligning side ved side - Ampere vs Coulomb
5. Resume
Hvad er Ampere?
Måleenheden for strømmen, Ampere, er opkaldt efter en fransk matematiker og fysiker André-Marie Ampère, der betragtes som elektrodynamikens far. Amperer kaldes også som ampere, kort sagt.
Ampere's kraftlovgivning siger, at to parallelle elektriske ledninger, der bærer strøm, pålægger hinanden en kraft. International Systems of Unites (SI) definerer en ampere baseret på denne Ampere's Force Law; ”Amperen er den konstante strøm, som, hvis den opretholdes i to lige parallelle ledere med uendelig længde, med ubetydelig cirkulært tværsnit og placeret en meter fra hinanden i vakuum, ville producere mellem disse ledere en styrke, der svarer til 2 × 10-7 newton pr. meter længde ”.
Figur 01: SI-definition af ampere
Ved Ohms lov er strøm relateret til spænding som:
V = I x R
R er modstanden for den strømførende leder. Effekten P, der forbruges af en belastning, angår strømmen gennem den og den medfølgende 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 tilsluttet strømledningen på 230 V. Mængden af strøm, det forbruger for at varme op, kan beregnes som:
P = VI
1000 W = 230 V × I
I = 1000/230
I = 4,37 A
Sammenlignet med dette bruges en strømstråle på næsten 1000 A ved elektrisk lysbuesvejsning til at smelte en jernstang. Hvis der tages højde for en lyn, er den strøm, der leveres af en gennemsnitlig lyn, ca. 10.000 ampere. Men en lynnedslag på 100.000 ampere er også blevet målt.
Strøm måles ved hjælp af Ammeter. Ammeter fungerer i forskellige teknikker. I et ammeter med bevægelig spole leveres en spole monteret langs spolens diameter med den målte strøm. Spolen er placeret mellem to magnetiske poler; N og S. I henhold til Flemmings venstre hånd-regel induceres en kraft på en strømførende leder, der er placeret i magnetfelt. Derfor drejer kraften på den monterede spole spolen omkring dens diameter. Mængden af afbøjning her er proportional med strømmen gennem spolen; således kan målingen foretages. Imidlertid kræver denne tilgang at bryde lederen og placere ammeteret i midten. Da dette ikke kan gøres i et køresystem, anvendes en magnetisk metode i klemmemetre til at måle både vekselstrøm og jævnstrøm uden fysisk kontakt med lederen.
Figur 02: Amper med flytende spole-type
Hvad er Coulomb?
SI-enheden Coulomb, der bruges til at måle elektriske ladninger, er opkaldt efter fysikeren Charles-Augustin de Coulomb, der introducerede Coulombs lov. Coulombs lov angiver, at når to anklager q1 og q2 er placeret r afstand fra hinanden virker en kraft på hver ladning i henhold til:
F = (keq1q2) / R
Her, ke er Coulombs konstante. En Coulomb (C) er lig med ladningen på ca. 6.241509 × 1018 antal elektroner eller protoner. Derfor kan ladningen af et enkelt elektron beregnes som 1,602177 × 10-19 C. Statisk elektrisk ladning måles ved hjælp af et elektrometer. Som i det forrige eksempel på et elektrisk jern, kan ladningsmængden, der passerer ind i jernet på et sekund, beregnes som:
I = Q / t
Q = 4,37 A × 1 s
Q = 4,37 C
I løbet af et lynnedslag kunne omkring 15 coulombs af ladning føre en strøm på 30.000 A til jorden fra en sky i en brøkdel af et sekund. Imidlertid kunne en tordensky indeholde hundreder af coulombs under ladning.
Opladning måles også i ampere-timer (Ah = A x h) i batterier. Et typisk mobiltelefonbatteri på 1500 mAh (teoretisk set) har 1,5 A x 3600s = 5400 C opladning, og for at forstå opladningen udtrykkes det, 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 måling af den elektriske strøm. En enhedsladning, der passerer et punkt inden for et sekund, kaldes en ampere. | Coulomb er SI-enheden til at måle den elektriske ladning. En coulomb er lig med ladningen, der er indeholdt i 6.241509 × 1018 protoner eller elektroner. |
| Måling | |
| Ammeter bruges til at måle strømmen. | Opladning måles ved hjælp af elektrometre. |
| Definition | |
| Strøm defineres af SI med Ampere's kraftlov, idet den tænker på styrken, der virker på strømførende ledere. | Coulomb er formelt defineret som Ampere-sekund, der relaterer ladningen til strømmen. |
Summery - Ampere vs Coulomb
Ampere bruges til at måle strømmen af elektriske ladninger i modsætning til Coulomb, der bruges til at måle den statiske elektriske ladning. Selvom Ampere er relateret til Coulomb per definition, defineres Ampere uden at bruge ladningen, men ved hjælp af en kraft, der virker på en strømførende leder. Dette er forskellen mellem Ampere og Coulomb.
Reference:
1. Lyn blinker og streger. (N.d.). Hentet 29. maj 2017 fra http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/lightning2.html
2. Ampere. (2017, 28. maj). Hentet 29. maj 2017 fra https://en.wikipedia.org/wiki/Ampere
3. Coulomb. (2017, 24. marts). Hentet 29. maj 2017 fra https://en.wikipedia.org/wiki/Coulomb#SI_prefixes
Billede høflighed:
1. “Ampere-def-en” af Danmichaelo (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. “Galvanometer diagram” Af TiCPU - (GFDL) via Commons Wikimedia
