Ενισχυτές έναντι βολτ: Ποια είναι η διαφορά, με παραδείγματα

Υπάρχουν πολλοί τεχνικοί όροι στον κόσμο της ηλεκτρικής ενέργειας και των ηλεκτρονικών που μπορεί να προκαλέσουν σύγχυση σε έναν απλό άνθρωπο, ειδικά όταν φαίνονται σχετικοί. Αν έχετε ακούσει ποτέ το ρητό «δεν μπορείς να έχεις το ένα χωρίς το άλλο», αυτό ακριβώς συμβαίνει με τους ενισχυτές και τα βολτ.

Αν και ίσως γνωρίζετε ήδη ότι και τα δύο σχετίζονται κατά κάποιο τρόπο με τη μέτρηση και τη ρύθμιση της ηλεκτρικής ενέργειας, η κατανόησή τους μπορεί να είναι δύσκολη. Αυτές οι δύο πολύ σημαντικές έννοιες είναι αναπόσπαστες για την κατανόηση της ροής ισχύος σε ένα κύκλωμα.

Σε αυτό το άρθρο, θα βουτήξουμε στον κόσμο του ηλεκτρισμού και των ενισχυτών έναντι των βολτ για να εξερευνήσουμε σε βάθος τις διαφορές μεταξύ τους. Ορισμένα παραδείγματα θα βοηθούσαν επίσης πολύ στην απομυθοποίησή τους, γι' αυτό φροντίσαμε να παρέχουμε μερικά χρήσιμα, ώστε να κατανοήσετε καλύτερα πώς συνεργάζονται αυτές οι δύο έννοιες. Λοιπόν, ας βουτήξουμε!

Ενισχυτές έναντι βολτ: Σύγκριση πλάι-πλάι

	Αμπέρ	Βόλτ
πήρε το όνομα από	Αντρέ-Μαρία Αμπέρ	Alessandro Volta
Ορισμός	Μέτρηση της ροής του ρεύματος	Μια μέτρηση της διαφοράς δυναμικού
Μονάδα μέτρησης	Αμπερ (Α)	Volt (V)
Βασική μονάδα	Ναι (Διεθνές Σύστημα Μονάδων)	Όχι (προκύπτουσα μονάδα)
Τύποι	i = Q/t	V = J/C
Σχέση με αντίσταση	Αντιστρόφως ανάλογη	Ευθέως ανάλογο
Σχέση με την εξουσία	Ευθέως ανάλογο	Ευθέως ανάλογο

Ενισχυτές έναντι βολτ: Ποια είναι η διαφορά;

Ορισμός

Τα αμπέρ, συντομογραφία για αμπέρ, είναι ένα μέτρο της ροής ηλεκτρικού ρεύματος. Αντιπροσωπεύουν την ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου που διέρχεται από ένα κύκλωμα ή ένα καλώδιο ανά μονάδα χρόνου. Σκεφτείτε τους ενισχυτές ως μέτρο της «ποσότητας» ηλεκτρικής ενέργειας που ρέει μέσω ενός κυκλώματος σε σχέση με το χρόνο.

Όταν μιλάμε για ενισχυτές, βασικά ρωτάμε "πόσο ηλεκτρικό ρεύμα ρέει μέσω αυτού του αγωγού;" » Μπορείτε επίσης να σκεφτείτε τους ενισχυτές ως την ποσότητα νερού που ρέει μέσα από έναν σωλήνα – όσο περισσότερα αμπέρ, τόσο περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια ρέει.

Τα βολτ είναι λίγο διαφορετικά. Τα βολτ αντιπροσωπεύουν τη διαφορά στο ηλεκτρικό δυναμικό μεταξύ δύο σημείων σε ένα κύκλωμα. Μετρούν τη «δύναμη» που ωθεί την ηλεκτρική ενέργεια μέσα από το κύκλωμα. Χρησιμοποιώντας την παραπάνω αναλογία νερού, τα βολτ είναι το ισοδύναμο της πίεσης του νερού.

Είναι ένα μέτρο της «πίεσης» που σπρώχνει το ηλεκτρικό ρεύμα μέσα στο κύκλωμα. Όσο υψηλότερη είναι η τάση, τόσο περισσότερη δύναμη υπάρχει για την ώθηση του ηλεκτρισμού μέσω του κυκλώματος. Με απλούστερους όρους, οι ενισχυτές μετρούν την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας ενώ τα βολτ μετρούν την ισχύ ή την ένταση αυτού του ηλεκτρισμού.

Παραγωγή

Ρεύμα (Αμπερ)

Ένα αμπέρ είναι μια μονάδα βάσης του Διεθνούς Συστήματος Μονάδων (SI) με το σύμβολο "A" που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του ηλεκτρικού ρεύματος, όπως είδαμε. Το ίδιο το ηλεκτρικό ρεύμα είναι η ταχύτητα με την οποία το ηλεκτρικό φορτίο ρέει μέσω ενός αγωγού. Ένα αμπέρ ηλεκτρικού ρεύματος ορίζεται ως η ροή ενός κουλόμπ ηλεκτρικού φορτίου ανά δευτερόλεπτο μέσω ενός αγωγού.

Με μαθηματικούς όρους, το ηλεκτρικό ρεύμα (Ι) μπορεί να εκφραστεί χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση:

i = Q/t

Για παράδειγμα, εάν ένας αγωγός έχει φορτίο 6 κουλόμπ που τον διέρχονται σε 3 δευτερόλεπτα, το ρεύμα που διαρρέει τον αγωγό θα είναι:

I = Q/t = 6C / 3s = 2A

Όπου I είναι το ηλεκτρικό ρεύμα σε αμπέρ, Q είναι η ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου σε κουλόμπ και t είναι ο χρόνος σε δευτερόλεπτα. Επομένως, το ηλεκτρικό ρεύμα που διαρρέει τον αγωγό είναι 2 αμπέρ.

Ένταση

Τα βολτ, από την άλλη πλευρά, είναι μια παράγωγη μονάδα μέτρησης. Αυτό σημαίνει ότι η τάση δεν είναι μια μονάδα βάσης, αλλά μάλλον υπολογίζεται με βάση άλλες μονάδες βάσης SI.

Πιο συγκεκριμένα, τα βολτ υπολογίζονται με βάση τη σχέση μεταξύ ενέργειας και ηλεκτρικού φορτίου. Εξ ορισμού, ένα βολτ είναι η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για τη μετακίνηση μιας μονάδας ηλεκτρικού φορτίου από το ένα σημείο στο άλλο σε ένα ηλεκτρικό πεδίο.

Τα τζάουλ αντιπροσωπεύουν την ποσότητα ενέργειας που μεταφέρεται. Ένα βολτ επομένως ισοδυναμεί με ένα τζάουλ ενέργειας για ένα κουλόμπ ηλεκτρικού φορτίου.

Αυτό εκφράζεται μαθηματικά ως εξής:

Volts (V) = Joules / Coulomb

Για να συνοψίσουμε, ας πούμε, επιστρέφοντας στο προηγούμενο παράδειγμά μας με έναν αγωγό, ότι η ενέργεια που απαιτείται για να μετακινηθεί αυτό το φορτίο είναι 18 joules.

Χρησιμοποιώντας την παραπάνω εξίσωση, μπορούμε να υπολογίσουμε την τάση του αγωγού ως εξής:

V = J/C = 18J / 6C = 3V

Επομένως, η τάση στον αγωγό είναι 3 βολτ.

Pouvoir

Πολλαπλασιάζοντας την τάση και το ρεύμα, μπορούμε ακόμη και να υπολογίσουμε την ισχύ που χρησιμοποιείται χρησιμοποιώντας τον τύπο:

Ισχύς = Volts x Amps

Στο παράδειγμά μας, αυτό θα ήταν:

Ισχύς = 3V x 2A = 6 watt

Σχέση με αντίσταση

Οι ενισχυτές, τα βολτ και η αντίσταση είναι σχετικές ποσότητες. Η αντίσταση είναι ένα μέτρο του πόσο δύσκολο είναι για τα ηλεκτρόνια να περάσουν μέσα από το κύκλωμα.

Χρησιμοποιώντας την προηγούμενη αναλογία νερού, μπορείτε να σκεφτείτε τη σχέση τους ως εξής: Εάν τα αμπέρ μετρούν τη ροή του νερού μέσα από έναν σωλήνα, τα βολτ μετρούν την πίεση του νερού στον σωλήνα, ενώ το Resistance μετρά τη διάμετρο και το μήκος του ίδιου του σωλήνα.

Ο νόμος του Ohm είναι το κλειδί για την κατανόηση του πώς αυτές οι τρεις μεταβλητές σχετίζονται μεταξύ τους. Δηλώνει ότι το ρεύμα (I) που διαρρέει ένα κύκλωμα είναι ευθέως ανάλογο με την τάση (V) που εφαρμόζεται στο κύκλωμα και αντιστρόφως ανάλογο με την αντίσταση (R) του κυκλώματος. Αυτό εκφράζεται μαθηματικά ως εξής:

I = V/R

Αυτό σημαίνει ότι αν αυξήσετε την τάση σε ένα κύκλωμα, θα αυξηθεί και το ρεύμα μέσω αυτού, υποθέτοντας ότι η αντίσταση παραμένει ίδια. Ομοίως, εάν αυξήσετε την αντίσταση σε ένα κύκλωμα, το ρεύμα που το διαπερνά θα μειωθεί, υποθέτοντας ότι η τάση παραμένει ίδια.

Χρησιμοποιώντας το προηγούμενο παράδειγμά μας, εάν η τάση είναι 3V και το ρεύμα είναι 2Α, τότε σύμφωνα με το νόμο του Ohm, η αντίσταση στο κύκλωμα πρέπει να είναι:

R = V/I = 3V / 2A = 1.5Ω (Ωμ)

Αν αυξήσουμε την τάση στα 9 βολτ ενώ διατηρούμε το ίδιο κύκλωμα (δηλαδή διατηρούμε την ίδια αντίσταση):

I = 9V/1.5Ω = 6A

Κατεύθυνση ροής

Μια άλλη βασική διαφορά μεταξύ ενισχυτών και βολτ αφορά τις αντίστοιχες κατευθύνσεις τους σε σχέση με τη ροή ρεύματος. Η ροή ηλεκτρικού ρεύματος είναι η κίνηση των ηλεκτρικών φορτίων (συνήθως ηλεκτρονίων) μέσω ενός αγωγού σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση.

Η κατεύθυνση του ρεύματος ηλεκτρονίων (που είναι αντίθετη από το συμβατικό ρεύμα) είναι από τον αρνητικό ακροδέκτη μιας πηγής τάσης προς τον θετικό ακροδέκτη. Επομένως, το ρεύμα ρέει από υψηλότερα επίπεδα δυναμικού (υψηλότερη συγκέντρωση ηλεκτρονίων) σε χαμηλότερα επίπεδα δυναμικού.

Η τάση, από την άλλη πλευρά, δεν έχει κατεύθυνση ροής. Αντιπροσωπεύει μόνο τη διαφορά στο ηλεκτρικό δυναμικό μεταξύ δύο σημείων σε ένα κύκλωμα – ενός σημείου υψηλότερου δυναμικού και ενός σημείου χαμηλότερου δυναμικού (για παράδειγμα, οι θετικοί και αρνητικοί ακροδέκτες).

Λάβετε υπόψη ότι σε ορισμένες περιπτώσεις, όπως στους ημιαγωγούς, η ροή ρεύματος μπορεί να αναφέρεται ως η κίνηση θετικών φορτίων (οπών) προς την αντίθετη κατεύθυνση (από θετική προς αρνητική).

Ενισχυτές έναντι βολτ: 5 βασικά στοιχεία

1. Μονάδα ηλεκτρικού ρεύματος SI, το Ampère πήρε το όνομά του από τον André-Marie Ampère. Ο Ampère ήταν Γάλλος φυσικός και μαθηματικός που ήταν από τους πρωτοπόρους του ηλεκτρομαγνητισμού.
2. Η μονάδα SI για τη διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού, Volt πήρε το όνομά της από τον Alessandro Volta. Ήταν ένας Ιταλός φυσικός που θεωρείται ο εφευρέτης της ηλεκτρικής μπαταρίας.
3. Ένα Watt (W) είναι ίσο με ένα τζάουλ ανά δευτερόλεπτο και μπορεί να υπολογιστεί πολλαπλασιάζοντας τα βολτ επί αμπέρ (P = V x I). Τα Watt μετρούν τόσο τη ροή ρεύματος όσο και την τάση. Μας λένε πόση ενέργεια καταναλώνει μια συσκευή όταν συνδέεται σε μια ηλεκτρική πηγή με συγκεκριμένο επίπεδο τάσης και ροή ρεύματος.
4. Οι μετασχηματιστές είναι συσκευές που χρησιμοποιούνται για την αύξηση ή τη μείωση της τάσης σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα σε μια διαδικασία που ονομάζεται επαγωγή. Με αυτόν τον τρόπο, αυξάνουν ή μειώνουν το ρεύμα στα πηνία του μετασχηματιστή αντίστροφα.
5. Ένας κεραυνός περιέχει απίστευτα υψηλά ποσά ενέργειας, προκαλώντας μεγάλες αιχμές στην τάση και την ένταση σε οποιαδήποτε πληγείσα περιοχή.

Ενισχυτές έναντι βολτ: Ποιο είναι καλύτερο; Ποιο να επιλέξετε;

Όπως είδαμε προηγουμένως, τα βολτ και οι ενισχυτές πάνε χέρι-χέρι. δεν μπορείς να έχεις το ένα χωρίς το άλλο. Ως εκ τούτου, δεν υπάρχει συγκεκριμένη απάντηση για το ποια είναι «καλύτερη». Αντίθετα, εξαρτάται από την τρέχουσα κατάσταση.

Έτσι, ας πούμε, η ηλεκτρική ενέργεια πρέπει να μεταδίδεται σε μεγάλες αποστάσεις - επομένως είναι καλύτερο να αυξήσετε την τάση αντί των αμπέρ. Αυτό συμβαίνει γιατί η αντίσταση της γραμμής μεταφοράς είναι ανάλογη με το μήκος της γραμμής και το ρεύμα που τη διαρρέει.

Λόγω του νόμου του Ohm, καθώς η αντίσταση της γραμμής μεταφοράς αυξάνεται με την απόσταση, απαιτείται υψηλότερη τάση για να διατηρηθεί η ίδια ποσότητα ρεύματος. Εάν χρησιμοποιούνταν υψηλή ένταση αντί για υψηλή τάση, η αντίσταση της γραμμής μεταφοράς θα προκαλούσε σημαντική απώλεια ενέργειας λόγω της θερμότητας που παράγεται από το ρεύμα. Αυτό θα είχε ως αποτέλεσμα σημαντική απώλεια ισχύος σε μεγάλες αποστάσεις.

Από την άλλη πλευρά, αν ο στόχος ήταν να προσδιοριστεί η ποσότητα ισχύος που καταναλώνει μια ηλεκτρική συσκευή στο σπίτι, τότε οι ενισχυτές θα ήταν η καλύτερη επιλογή.

Αυτό συμβαίνει γιατί η τάση των περισσότερων συσκευών είναι σταθερή και το ρεύμα που καταναλώνουν είναι ανάλογο με την κατανάλωση ενέργειας. Επιπλέον, οι ενισχυτές μέτρησης μπορούν επίσης να βοηθήσουν στην ανίχνευση πιθανών προβλημάτων στα κυκλώματα, όπως βραχυκυκλώματα ή υπερφορτώσεις.

Ενισχυτές έναντι βολτ: Ποια είναι η διαφορά, με παραδείγματα FAQ (Συχνές ερωτήσεις)

Ποια είναι η τάση και το ρεύμα της τροφοδοσίας;

Η ισχύς του δικτύου είναι συνήθως 120 βολτ και 60 Hertz στις Ηνωμένες Πολιτείες. Άλλες χώρες μπορεί να έχουν διαφορετικές ονομασίες τάσης, όπως 220-240 βολτ στην Ευρώπη. Το ονομαστικό ρεύμα ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο της συσκευής που τροφοδοτείται.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ τάσης και EMF;

Η κύρια διαφορά μεταξύ τάσης και EMF (ηλεκτροκινητική δύναμη) είναι ότι η τάση περιγράφει τη διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων σε ένα κύκλωμα που επιτρέπει τη ροή ρεύματος, ενώ το EMF περιγράφει τη διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων σε ένα κύκλωμα που δεν επιτρέπει τη ροή ρεύματος. Με άλλα λόγια, το EMF (μετρούμενο σε βολτ), είναι η διαφορά δυναμικού που υπάρχει μεταξύ δύο σημείων σε ένα ανοιχτό κύκλωμα.

Ποιες συσκευές χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση βολτ και αμπέρ;

Τα αμπέρ και τα βολτ μπορούν να μετρηθούν χρησιμοποιώντας αμπερόμετρο ή βολτόμετρο αντίστοιχα. Ένα αμπερόμετρο μετρά την ποσότητα του ρεύματος που ρέει σε ένα κύκλωμα, ενώ ένα βολτόμετρο μετρά την τάση μεταξύ δύο σημείων σε ένα κύκλωμα.

Γιατί είναι σημαντικά οι ενισχυτές και τα βολτ;

Τα ενισχυτικά και τα βολτ είναι σημαντικά επειδή καθορίζουν πόση ισχύς μπορεί να τροφοδοτηθεί σε μια ηλεκτρική συσκευή ή κύκλωμα. Χωρίς επαρκείς ενισχυτές, δεν θα υπάρχει αρκετή ισχύς ώστε μια συσκευή να λειτουργεί σωστά. Ομοίως, εάν δεν υπάρχει αρκετή τάση, δεν θα μπορεί να ωθήσει την απαιτούμενη ποσότητα ενέργειας μέσω ενός αγωγού.

Είναι το ρεύμα ή είναι η τάση που ευθύνεται για ηλεκτροπληξία;

Η ηλεκτροπληξία προκαλείται κυρίως από τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος μέσω του σώματος. Αυτό είναι το ρεύμα που βλάπτει πραγματικά το σώμα, συμπεριλαμβανομένου του νευρικού συστήματος, των μυών και των οργάνων.

Ωστόσο, οι πολύ υψηλές τάσεις μπορεί να εξακολουθούν να είναι επικίνδυνες ακόμη και με χαμηλό ρεύμα και μπορούν να προκαλέσουν ηλεκτροπληξία. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να είστε προσεκτικοί γύρω από τον ηλεκτρικό εξοπλισμό υψηλής τάσης, καθώς ακόμη και μια μικρή ποσότητα ρεύματος που διέρχεται από το σώμα μπορεί να προκαλέσει βλάβη ή θανατηφόρο.