Amper vs Volt: Mi a különbség, példákkal

Az elektromosság és az elektronika világában sok olyan szakkifejezés létezik, amelyek meglehetősen zavaróak lehetnek a laikusok számára, különösen akkor, ha rokonnak tűnnek. Ha valaha is hallottad azt a mondást, hogy "egyik nem lehet a másik nélkül", pontosan ez a helyzet az erősítőknél és a voltoknál.

Bár már tudja, hogy mindkettő valamilyen módon kapcsolódik az elektromos energia méréséhez és szabályozásához, megértése nehéz lehet. Ez a két nagyon fontos fogalom szerves részét képezi az áramkörben lévő áramáramlás megértésének.

Ebben a cikkben belemerülünk az elektromosság és az erősítők és a voltok világába, hogy alaposabban feltárjuk a köztük lévő különbségeket. Egyes példák sokat segítenének a rejtélyek feloldásában is, ezért gondoskodtunk néhány hasznos példáról, hogy jobban megérthesse, hogyan működik együtt ez a két fogalom. Szóval, merüljünk bele!

Erősítők vs Volt: Egymás melletti összehasonlítás

	Amper	Volt
valaki után elnevezve	Andre-Marie Ampere	Alessandro volta
Meghatározás	Az áramáramlás mérése	A potenciálkülönbség mérése
Mértékegység	Amper (A)	Volt (V)
Alap egység	Igen (Nemzetközi mértékegységrendszer)	Nem (származott egység)
Formule	i = Q/t	V = J/C
Kapcsolat az ellenállással	Fordítottan arányos	Egyenesen arányos
A hatalommal való kapcsolat	Egyenesen arányos	Egyenesen arányos

Amper vs Volt: Mi a különbség?

Meghatározás

Az Amper, az amper rövidítése, az elektromos áram áramlásának mértéke. Az áramkörön vagy vezetéken időegység alatt áthaladó elektromos töltés mennyiségét jelentik. Gondoljon az amperekre, mint az áramkörön átfolyó elektromosság „mennyiségének” mértékére az idő függvényében.

Amikor az erősítőkről beszélünk, alapvetően azt kérdezzük, hogy "mennyi áram folyik át ezen a vezetőn?" » Az amperekre úgy is gondolhat, mint a csövön átfolyó víz mennyiségére – minél több amper, annál több áram folyik.

A voltok kicsit másak. A volt az áramkör két pontja közötti elektromos potenciál különbségét jelenti. Mérik azt az „erőt”, amely átnyomja az elektromosságot az áramkörön. A fenti vízanalógia felhasználásával a volt a víznyomásnak felel meg.

Ezek a "nyomás" mértéke, amely az áramkörön keresztül nyomja az elektromosságot. Minél nagyobb a feszültség, annál nagyobb erő hat az áramkörön keresztül. Egyszerűbben fogalmazva, az amper méri az elektromosság mennyiségét, míg a volt méri az elektromosság erősségét vagy intenzitását.

Származtatás

Áram (Amper)

Az amper a Nemzetközi Mértékegységrendszer (SI) alapegysége, az elektromos áram mérésére használt "A" szimbólummal, mint láttuk. Maga az elektromos áram az a sebesség, amellyel az elektromos töltés áthalad egy vezetőn. Az elektromos áram amperét úgy definiálják, mint egy coulomb elektromos töltés áramát másodpercenként egy vezetőn.

Matematikai értelemben az elektromos áram (I) a következő egyenlettel fejezhető ki:

i = Q/t

Például, ha egy vezető 6 coulomb töltése halad át rajta 3 másodperc alatt, akkor a vezetőn átfolyó áram a következő lesz:

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

Ahol I az elektromos áram amperben, Q az elektromos töltés mértéke coulombban, t pedig az idő másodpercben. Ezért a vezetőn áthaladó elektromos áram 2 amper.

Feszültség

A volt viszont származtatott mértékegység. Ez azt jelenti, hogy a feszültség nem alapegység, hanem más SI alapegységek alapján kerül kiszámításra.

Pontosabban, a voltokat az energia és az elektromos töltés közötti kapcsolat alapján számítják ki. Definíció szerint a volt az az energiamennyiség, amely egy elektromos töltés egységnyi elektromos térben egyik pontból a másikba való mozgatásához szükséges.

A joule az átvitt energia mennyiségét jelenti. Egy volt tehát egyenlő egy joule energiával egy coulomb elektromos töltésre.

Ezt matematikailag a következőképpen fejezzük ki:

Volt (V) = Joule/Coulomb

Összefoglalva, mondjuk vissza az előző példánkhoz egy vezetővel, hogy ennek a terhelésnek a mozgatásához szükséges energia 18 joule.

A fenti egyenlet segítségével a következőképpen számíthatjuk ki a vezető feszültségét:

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

Ezért a vezető feszültsége 3 volt.

teljesítmény

A feszültség és az áram szorzásával akár a felhasznált teljesítményt is kiszámíthatjuk a képlet segítségével:

Teljesítmény = Volt x Amper

Példánkban ez lenne:

Teljesítmény = 3V x 2A = 6 watt

Kapcsolat az ellenállással

Az amper, a volt és az ellenállás összefüggő mennyiségek. Az ellenállás annak mértéke, hogy az elektronok mennyire nehezen tudnak áthaladni az áramkörön.

Korábbi víz-hasonlatunkat felhasználva a kapcsolatukat így képzelhetjük el: Ha az amperek mérik a víz áramlását egy csövön, a volt méri a csőben lévő víz nyomását, míg az ellenállás magának a csőnek az átmérőjét és hosszát.

Az Ohm törvénye a kulcs annak megértéséhez, hogy ez a három változó hogyan viszonyul egymáshoz. Kimondja, hogy az áramkörön átfolyó áram (I) egyenesen arányos az áramkörre adott feszültséggel (V), és fordítottan arányos az áramkör ellenállásával (R). Ezt matematikailag a következőképpen fejezzük ki:

I = V/R

Ez azt jelenti, hogy ha növeli a feszültséget egy áramkörben, akkor a rajta áthaladó áram is növekszik, feltételezve, hogy az ellenállás változatlan marad. Hasonlóképpen, ha növeli az ellenállást egy áramkörben, az áramkör azon keresztül csökken, feltételezve, hogy a feszültség változatlan marad.

Előző példánkkal, ha a feszültség 3V és az áram 2A, akkor Ohm törvénye szerint az áramkör ellenállásának a következőnek kell lennie:

R = V/I = 3V / 2A = 1.5Ω (Ohm)

Ha a feszültséget 9 voltra növeljük úgy, hogy az áramkör változatlan marad (azaz ugyanaz az ellenállás):

I = 9V/1.5Ω = 6A

Áramlási irány

Egy másik kulcsfontosságú különbség az amperek és a voltok között az áram áramlásának megfelelő irányaira vonatkozik. Az elektromos áram áramlása elektromos töltések (általában elektronok) mozgása egy vezetőn keresztül meghatározott irányban.

Az elektronáram iránya (amely ellentétes a hagyományos árammal) a feszültségforrás negatív pólusától a pozitív kivezetésig terjed. Ezért az áram magasabb potenciálszintekről (nagyobb elektronkoncentráció) alacsonyabb potenciálszintekre folyik.

A feszültségnek viszont nincs áramlási iránya. Csak az áramkör két pontja közötti elektromos potenciál különbségét jelenti – egy magasabb potenciálú és egy alacsonyabb potenciálú pont (például a pozitív és a negatív kapcsok).

Kérjük, vegye figyelembe, hogy bizonyos esetekben, például a félvezetők esetében, az áram áramlását pozitív töltések (lyukak) ellenkező irányú (pozitívból negatív felé) történő mozgásának nevezhetjük.

Amper vs Volt: 5 lényeges tény

1. Az elektromos áram SI mértékegysége, az Ampère André-Marie Ampère nevéhez fűződik. Ampère francia fizikus és matematikus volt, aki az elektromágnesesség úttörői közé tartozott.
2. Az elektromos potenciálkülönbség SI-mértékegysége, a Volt, Alessandro Voltáról kapta a nevét. Olasz fizikus volt, akit az elektromos akkumulátor feltalálójának tartanak.
3. Egy watt (W) másodpercenként egy joule-nak felel meg, és úgy számítható ki, hogy megszorozzuk a voltokat amperrel (P = V x I). A watt az áramot és a feszültséget is méri. Megmondják, hogy egy eszköz mennyi energiát fogyaszt, ha egy bizonyos feszültségszintű és bizonyos áramerősségű áramforráshoz csatlakozik.
4. A transzformátorok olyan eszközök, amelyeket az elektromos áramkör feszültségének növelésére vagy csökkentésére használnak az indukciónak nevezett folyamat során. Ennek során fordítottan növelik vagy csökkentik a transzformátor tekercseinek áramát.
5. A villámcsapás hihetetlenül nagy mennyiségű energiát tartalmaz, ami nagy feszültség- és intenzitásugrásokat okoz bármely érintett területen.

Amper vs Volt: Melyik a jobb? Melyiket érdemes választani?

Ahogy korábban láttuk, a volt és az erősítők kéz a kézben járnak; nem lehet egyik a másik nélkül. Ezért nincs konkrét válasz arra, hogy melyik a "jobb". Inkább az aktuális helyzettől függ.

Tehát tegyük fel, hogy az elektromos energiát nagy távolságokra kell továbbítani – ezért jobb a feszültséget növelni, mint az ampert. A távvezeték ellenállása ugyanis arányos a vezeték hosszával és a rajta átfolyó árammal.

Az Ohm-törvény miatt, mivel az átviteli vezeték ellenállása a távolsággal növekszik, nagyobb feszültségre van szükség az azonos mennyiségű áram fenntartásához. Ha nagy feszültség helyett nagy áramerősséget alkalmaznának, a távvezeték ellenállása jelentős energiaveszteséget okozna az áram által termelt hő miatt. Ez jelentős teljesítményveszteséget okoz nagy távolságokon.

Másrészt, ha egy elektromos készülék által otthon fogyasztott energia mennyiségének meghatározása lenne a cél, akkor az erősítők lennének a legjobb választás.

A legtöbb készülék feszültsége ugyanis fix, és az általuk fogyasztott áram arányos az energiafogyasztásukkal. Ezen túlmenően, a mérőerősítők segíthetnek észlelni az áramkörök esetleges problémáit, például rövidzárlatokat vagy túlterheléseket.

Amper vs Volt: Mi a különbség, példákkal GYIK (Gyakran Ismételt Kérdések)

Mekkora a hálózati tápfeszültség és áramerősség?

Az Egyesült Államokban a hálózati tápfeszültség általában 120 volt és 60 Hertz. Más országokban eltérő névleges feszültségek lehetnek, például Európában 220-240 volt. A névleges áramerősség a táplált eszköz típusától függően változik.

Mi a különbség a feszültség és az EMF között?

A fő különbség a feszültség és az EMF (elektromotoros erő) között az, hogy a feszültség az áramkör két pontja közötti potenciálkülönbséget írja le, amely lehetővé teszi az áram áramlását, míg az EMF egy olyan áramkör két pontja közötti potenciálkülönbséget írja le, amely nem engedi az áramot. Más szóval, az EMF (voltban mérve) az a potenciálkülönbség, amely egy nyitott áramkör két pontja között létezik.

Milyen eszközöket használnak a volt és amper mérésére?

Az amper és a volt mérhető ampermérővel vagy voltmérővel. Az ampermérő az áramkörben folyó áram mennyiségét, míg a voltmérő az áramkör két pontja közötti feszültséget méri.

Miért fontosak az erősítők és a voltok?

Az amperek és a voltok azért fontosak, mert ezek határozzák meg, hogy mekkora teljesítményt lehet adni egy elektromos eszköznek vagy áramkörnek. Elegendő erősítő nélkül nem lesz elegendő teljesítmény az eszköz megfelelő működéséhez; hasonlóképpen, ha nincs elég feszültség, nem tudja a szükséges mennyiségű energiát átnyomni egy vezetőn.

Az áram, vagy a feszültség a felelős az áramütésért?

Az áramütést elsősorban a testen áthaladó elektromos áram okozza. Ez az az áram, amely valójában károsítja a testet, beleértve az idegrendszert, az izmokat és a szerveket.

A nagyon magas feszültség azonban még alacsony áram mellett is veszélyes lehet, és áramütést okozhat. Ezért fontos, hogy legyen körültekintő a nagyfeszültségű elektromos berendezések közelében, mivel a testen áthaladó kis mennyiségű áram is károsodást vagy halálos kimenetelű lehet.