Amps vs Volts: Aký je rozdiel, s príkladmi

Vo svete elektriny a elektroniky existuje veľa odborných výrazov, ktoré môžu byť pre laika dosť mätúce, najmä keď sa zdajú byť súvisiace. Ak ste niekedy počuli príslovie „nemôžete mať jedno bez druhého“, je to presne ten prípad ampérov a voltov.

Aj keď už možno viete, že tieto dve veci nejakým spôsobom súvisia s meraním a reguláciou elektrickej energie, môže byť ťažké im porozumieť. Tieto dva veľmi dôležité pojmy sú neoddeliteľnou súčasťou pochopenia toku energie v obvode.

V tomto článku sa ponoríme do sveta elektriky a zosilňovačov verzus voltov, aby sme do hĺbky preskúmali rozdiely medzi nimi. Niektoré príklady by tiež veľmi pomohli pri ich demystifikácii, preto sme sa postarali o to, aby sme poskytli niekoľko užitočných, aby ste mohli lepšie pochopiť, ako tieto dva koncepty spolupracujú. Takže, poďme sa ponoriť!

Ampéry vs volty: Porovnanie vedľa seba

	Amps	volt
pomenovaný po	Andre-Marie Ampere	Alessandro volta
Definícia	Meranie prietoku prúdu	Meranie rozdielu potenciálov
Merná jednotka	Ampéry (A)	Volt (V)
Základná jednotka	Áno (medzinárodný systém jednotiek)	Nie (odvodená jednotka)
Vzorce	i = Q/t	V = J/C
Vzťah s odporom	Nepriamo úmerné	Priamo úmerné
vzťah s mocou	Priamo úmerné	Priamo úmerné

Amps vs Volts: Aký je rozdiel?

Definícia

Amps, skratka pre amps, je miera toku elektrického prúdu. Predstavujú množstvo elektrického náboja, ktorý prejde obvodom alebo vodičom za jednotku času. Predstavte si ampéry ako mieru "množstva" elektriny, ktorá preteká obvodom v priebehu času.

Keď hovoríme o zosilňovačoch, v podstate sa pýtame "koľko elektriny prechádza týmto vodičom?" Ampéry si môžete predstaviť aj ako množstvo vody pretekajúcej potrubím – čím viac ampérov, tým viac elektriny preteká.

Volty sú trochu iné. Volty predstavujú rozdiel elektrického potenciálu medzi dvoma bodmi v obvode. Meria „silu“, ktorá tlačí elektrinu cez obvod. Použitím vyššie uvedenej analógie s vodou sú volty ekvivalentom tlaku vody.

Sú mierou „tlaku“, ktorý tlačí elektrinu cez obvod. Čím vyššie je napätie, tým väčšia je sila na pretlačenie elektriny cez obvod. Zjednodušene povedané, zosilňovače merajú množstvo elektriny, zatiaľ čo volty merajú silu alebo intenzitu tejto elektriny.

Derivácia

Prúd (ampéry)

Ampér je základná jednotka Medzinárodného systému jednotiek (SI) so symbolom "A", ktorý sa používa na meranie elektrického prúdu, ako sme videli. Samotný elektrický prúd je rýchlosť, ktorou elektrický náboj prechádza vodičom. Ampér elektrického prúdu je definovaný ako tok jedného coulombu elektrického náboja za sekundu cez vodič.

Matematicky možno elektrický prúd (I) vyjadriť pomocou nasledujúcej rovnice:

i = Q/t

Napríklad, ak vodičom pretečie 6 coulombový náboj za 3 sekundy, prúd pretekajúci vodičom bude:

I = Q/t = 6C/ls = 3A

Kde I je elektrický prúd v ampéroch, Q je množstvo elektrického náboja v coulombách a t je čas v sekundách. Preto je elektrický prúd cez vodič 2 ampéry.

Napätie

Na druhej strane volty sú odvodenou jednotkou merania. To znamená, že napätie nie je základnou jednotkou, ale vypočítava sa na základe iných základných jednotiek SI.

Konkrétne sa volty vypočítavajú na základe vzťahu medzi energiou a elektrickým nábojom. Podľa definície je volt množstvo energie potrebné na presun jednotky elektrického náboja z jedného bodu do druhého v elektrickom poli.

Jouly predstavujú množstvo prenesenej energie. Jeden volt je teda ekvivalentný jednému joulu energie na jeden coulomb elektrického náboja.

Toto je matematicky vyjadrené:

Volty (V) = Jouly / Coulomb

Aby sme to zhrnuli, povedzme, ak sa vrátime k nášmu predchádzajúcemu príkladu s vodičom, že energia potrebná na pohyb tohto zaťaženia je 18 joulov.

Pomocou vyššie uvedenej rovnice môžeme vypočítať napätie vodiča takto:

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

Preto je napätie na vodiči 3 volty.

energie

Vynásobením napätia a prúdu môžeme dokonca vypočítať použitý výkon pomocou vzorca:

Výkon = volty x ampéry

V našom príklade by to bolo:

Výkon = 3V x 2A = 6 wattov

Vzťah s odporom

Ampéry, volty a odpor sú súvisiace veličiny. Odpor je mierou toho, aké ťažké je pre elektróny prúdiť obvodom.

Pri použití našej predchádzajúcej analógie s vodou si ich vzťah môžete predstaviť takto: ak ampéry merajú prietok vody potrubím, volty merajú tlak vody v potrubí, zatiaľ čo odpor meria priemer a dĺžku samotného potrubia.

Ohmov zákon je kľúčom k pochopeniu vzájomného vzťahu týchto troch premenných. Uvádza, že prúd (I) pretekajúci obvodom je priamo úmerný napätiu (V) aplikovanému na obvod a nepriamo úmerný odporu (R) obvodu. To je matematicky vyjadrené:

I = G/R

To znamená, že ak zvýšite napätie v obvode, zvýši sa aj prúd, ktorý ním prechádza, za predpokladu, že odpor zostane rovnaký. Podobne, ak zvýšite odpor v obvode, prúd cez neho sa zníži, za predpokladu, že napätie zostane rovnaké.

Ak použijeme náš predchádzajúci príklad, ak je napätie 3V a prúd 2A, potom podľa Ohmovho zákona musí byť odpor v obvode:

R = V/I = 3V / 2A = 1.5Ω (Ohm)

Ak zvýšime napätie na 9 voltov pri zachovaní rovnakého obvodu (t. j. pri zachovaní rovnakého odporu):

I=9V/1.5Ω=6A

Smer toku

Ďalší kľúčový rozdiel medzi ampérmi a voltmi sa týka ich príslušných smerov vzhľadom na tok prúdu. Tok elektrického prúdu je pohyb elektrických nábojov (zvyčajne elektrónov) cez vodič v určitom smere.

Smer prúdu elektrónov (ktorý je opačný ako konvenčný prúd) je od záporného pólu zdroja napätia ku kladnému pólu. Preto prúd tečie z vyšších potenciálových hladín (vyššia koncentrácia elektrónov) na nižšie potenciálne úrovne.

Napätie na druhej strane nemá smer toku. Predstavuje iba rozdiel elektrického potenciálu medzi dvoma bodmi v obvode – bodom s vyšším potenciálom a bodom s nižším potenciálom (napr. kladný a záporný pól).

Upozorňujeme, že v niektorých prípadoch, ako sú polovodiče, sa tok prúdu môže označovať ako pohyb kladných nábojov (dier) v opačnom smere (od kladného k zápornému).

Ampéry vs volty: 5 faktov, ktoré musíte poznať

1. Jednotka SI elektrického prúdu, Ampère, je pomenovaná po André-Marie Ampère. Ampère bol francúzsky fyzik a matematik, ktorý patril medzi priekopníkov elektromagnetizmu.
2. Jednotka SI pre rozdiel elektrického potenciálu, Volt, je pomenovaná po Alessandrovi Voltovi. Bol to taliansky fyzik, ktorý je považovaný za vynálezcu elektrickej batérie.
3. Jeden Watt (W) sa rovná jednému joulu za sekundu a možno ho vypočítať vynásobením voltov ampérmi (P = V x I). Watty merajú prietok aj napätie. Vyjadrujú nám, koľko energie spotrebuje zariadenie, keď je pripojené k elektrickému zdroju s určitou úrovňou napätia a tokom prúdu.
4. Transformátory sú zariadenia používané na zvýšenie alebo zníženie napätia v elektrickom obvode v procese nazývanom indukcia. Tým zvyšujú alebo znižujú prúd v cievkach transformátora v opačnom smere.
5. Úder blesku obsahuje neuveriteľne veľké množstvo energie, čo spôsobuje veľké výkyvy napätia a intenzity v akejkoľvek postihnutej oblasti.

Amps vs Volts: Čo je lepšie? Ktoré by ste si mali vybrať?

Ako sme videli predtým, volty a ampéry idú ruka v ruke; nemôžeš mať jedno bez druhého. Ako taká neexistuje žiadna konkrétna odpoveď, ktorá z nich je „lepšia“. Skôr to závisí od aktuálnej situácie.

Povedzme, že elektrickú energiu je potrebné prenášať na veľké vzdialenosti – potom je lepšie zvýšiť napätie namiesto zosilňovačov. Je to preto, že odpor prenosového vedenia je úmerný dĺžke vedenia a prúdu, ktorý ním preteká.

Vzhľadom na Ohmov zákon, keď sa odpor prenosového vedenia zvyšuje so vzdialenosťou, je potrebné vyššie napätie na udržanie rovnakého množstva prúdu. Ak by sa namiesto vysokého napätia použila vysoká intenzita prúdu, odpor prenosového vedenia by spôsobil značné straty energie v dôsledku tepla generovaného prúdom. To by malo za následok značnú stratu výkonu na veľké vzdialenosti.

Na druhej strane, ak by bolo cieľom určiť množstvo energie spotrebovanej elektrickým zariadením v domácnosti, potom by boli zosilňovače najlepšou voľbou.

Napätie väčšiny zariadení je skutočne pevné a prúd, ktorý spotrebúvajú, je úmerný ich spotrebe energie. Navyše meracie zosilňovače môžu tiež pomôcť odhaliť akékoľvek potenciálne problémy v obvodoch, ako sú skraty alebo preťaženia.

Zosilňovače vs volty: Aký je rozdiel, s príkladmi – často kladené otázky (Často kladené otázky)

Aké je napätie a prúd v elektrickej sieti?

Napájanie zo siete je v Spojených štátoch zvyčajne 120 voltov a 60 Hz. Iné krajiny môžu mať iné menovité napätie, ako napríklad 220-240 voltov v Európe. Menovitý prúd sa mení podľa typu dodávaného zariadenia.

Aký je rozdiel medzi napätím a EMF?

Hlavný rozdiel medzi napätím a EMF (elektromotorická sila) je v tom, že napätie popisuje potenciálny rozdiel medzi dvoma bodmi v obvode, ktorý umožňuje prúdenie prúdu, zatiaľ čo EMF popisuje potenciálny rozdiel medzi dvoma bodmi v obvode, ktorý neumožňuje prúdenie prúdu. Inými slovami, EMF (merané vo voltoch) je potenciálny rozdiel, ktorý existuje medzi dvoma bodmi v otvorenom okruhu.

Aké zariadenia sa používajú na meranie voltov a ampérov?

Ampéry a volty je možné merať pomocou ampérmetra alebo voltmetra. Ampérmeter meria množstvo prúdu tečúceho v obvode, zatiaľ čo voltmeter meria napätie medzi dvoma bodmi v obvode.

Prečo sú ampéry a volty dôležité?

Ampéry a volty sú dôležité, pretože určujú, koľko energie možno dodať elektrickému zariadeniu alebo obvodu. Bez dostatočných zosilňovačov nebude k dispozícii dostatok energie na to, aby zariadenie fungovalo správne; podobne, ak nie je dostatočné napätie, nebude schopný pretlačiť potrebné množstvo energie cez vodič.

Je to prúd alebo napätie, ktoré je zodpovedné za zásah elektrickým prúdom?

Elektrický šok je spôsobený najmä tokom elektrického prúdu cez telo. Je to prúd, ktorý v skutočnosti poškodzuje telo vrátane nervového systému, svalov a orgánov.

Veľmi vysoké napätie však môže byť nebezpečné aj pri nízkom prúde a môže spôsobiť úraz elektrickým prúdom. Preto je dôležité byť opatrný v blízkosti elektrických zariadení vysokého napätia, pretože aj malé množstvo prúdu prechádzajúceho cez telo môže spôsobiť poškodenie alebo byť smrteľné.