安培与伏特:有什么区别,举例说明
电力和电子领域有许多技术术语可能会让外行人感到困惑,尤其是当它们看起来相关时。 如果您曾经听过这样的说法:“缺一不可”,安培和伏特就是这种情况。
尽管您可能已经知道这两者在某种程度上与电能的测量和调节有关,但可能很难理解它们。 这两个非常重要的概念对于理解电路中的功率流是不可或缺的。
在本文中,我们将深入探讨电气和安培与伏特的世界,以深入探讨它们之间的差异。 一些示例也有助于揭开它们的神秘面纱,因此我们确保提供一些有用的示例,以便您更好地理解这两个概念如何协同工作。 那么,让我们开始吧!
安培与伏特:并排比较
安培 | 伏 | |
---|---|---|
而得名 | 安德烈·玛丽·安培 | 亚历山德罗·伏尔塔 |
定义 | 电流的测量 | 电位差的测量 |
测量统一 | 安培 (A) | 伏(V) |
基地联合 | 是(国际单位制) | 否(派生单位) |
Formule | 我 = Q/吨 | V = J/C |
与阻力的关系 | 成反比 | 成正比 |
与权力的关系 | 成正比 | 成正比 |
安培与伏特:有什么区别?
定义
安培是安培的缩写,是电流流动的量度。 它们表示每单位时间通过电路或电线的电荷量。 将安培视为随时间流经电路的“电量”的度量。
当我们谈论安培时,我们基本上是在问“有多少电流通过这个导体?” 您也可以将安培数视为流过管道的水量——安培数越大,流过的电量就越多。
伏特有点不同。 伏特表示电路中两点之间的电势差。 他们测量推动电流通过电路的“力”。 使用上面的水类比,伏特相当于水压。
它们是推动电流通过电路的“压力”的量度。 电压越高,推动电流通过电路的力就越大。 简而言之,安培测量电量,而伏特测量电力的强度。
推导
电流(安培)
正如我们所见,安培是国际单位制 (SI) 的基本单位,符号“A”用于测量电流。 电流本身就是电荷通过导体的速度。 安培电流定义为每秒流过导体的一库仑电荷。
在数学术语中,电流 (I) 可以使用以下等式表示:
我 = Q/吨
例如,如果导体有 6 库仑的电荷在 3 秒内流过它,则流过导体的电流将为:
I = Q/t = 6C / 3s = 2A
其中 I 是以安培为单位的电流,Q 是以库仑为单位的电荷量,t 是以秒为单位的时间。 因此,通过导体的电流为 2 安培。
张力
另一方面,伏特是衍生的测量单位。 这意味着电压不是基本单位,而是根据其他基本 SI 单位计算的。
具体来说,伏特是根据能量和电荷之间的关系来计算的。 根据定义,伏特是在电场中将单位电荷从一点移动到另一点所需的能量。
焦耳代表传输的能量。 因此,一伏特相当于一库仑电荷的一焦耳能量。
这在数学上表示为:
伏特 (V) = 焦耳 / 库仑
总而言之,让我们回到之前的导体示例,移动该负载所需的能量为 18 焦耳。
使用上面的等式,我们可以计算导体电压如下:
V = J/C = 18J / 6C = 3V
因此,导体两端的电压为 3 伏。
动力
通过将电压和电流相乘,我们甚至可以使用以下公式计算使用的功率:
功率 = 伏特 x 安培
在我们的示例中,这将是:
功率 = 3V x 2A = 6 瓦
与阻力的关系
安培、伏特和电阻是相关的量。 电阻是电子流过电路的难易程度的量度。
使用我们之前的水类比,您可以这样想它们的关系:如果安培测量通过管道的水流量,伏特测量管道中的水压,而电阻测量管道本身的直径和长度。
欧姆定律是理解这三个变量如何相互关联的关键。 它指出流经电路的电流 (I) 与施加在电路上的电压 (V) 成正比,与电路的电阻 (R) 成反比。 这在数学上表示为:
我 = G/R
这意味着如果你增加电路中的电压,假设电阻保持不变,通过它的电流也会增加。 同样,如果你增加电路中的电阻,假设电压保持不变,通过它的电流就会减少。
使用我们之前的示例,如果电压为 3V,电流为 2A,则根据欧姆定律,电路中的电阻必须为:
R = V/I = 3V / 2A = 1.5Ω(欧姆)
如果我们在保持相同电路(即保持相同电阻)的同时将电压增加到 9 伏:
I=9V/1.5Ω=6A
流向
安培和伏特之间的另一个主要区别在于它们各自的电流方向。 电流是电荷(通常是电子)沿特定方向通过导体的运动。
电子电流的方向(与常规电流相反)是从电压源的负极到正极。 因此,电流从较高的电位水平(较高的电子浓度)流向较低的电位水平。
另一方面,张力没有流动方向。 它仅表示电路中两点之间的电势差 - 较高电位点和较低电位点(例如,正极和负极端子)。
请注意,在某些情况下,例如半导体,电流可以称为正电荷(空穴)在相反方向(从正到负)的移动。
安培与伏特:5 个必须知道的事实
- 电流的 SI 单位,Ampère 以 André-Marie Ampère 的名字命名。 安培是法国物理学家和数学家,他是电磁学的先驱之一。
- 电位差的国际单位,伏特是以亚历山德罗伏特命名的。 他是一位意大利物理学家,被认为是电池的发明者。
- 一瓦特 (W) 等于每秒一焦耳,可以通过伏特乘以安培来计算 (P = V x I)。 瓦特测量电流和电压。 它们告诉我们当设备连接到具有特定电压和特定电流的电源时设备消耗的功率。
- 变压器是用于在称为感应的过程中增加或减少电路中电压的设备。 通过这样做,它们可以反向增加或减少变压器线圈中的电流。
- 雷击包含难以置信的大量能量,会在任何受影响的区域引起电压和强度的大峰值。
安培与伏特:哪个更好? 你应该选择哪个?
正如我们之前看到的,伏特和安培是齐头并进的。 缺一不可。 因此,没有关于哪个“更好”的具体答案。 相反,这取决于当前的情况。
所以,比方说,电力需要远距离传输——那么最好增加电压而不是安培数。 这是因为传输线的电阻与线路的长度和流过它的电流成正比。
根据欧姆定律,随着传输线电阻随着距离的增加而增加,需要更高的电压来维持相同的电流量。 如果使用高安培数而不是高压,传输线的电阻会由于电流产生的热量而导致显着的能量损失。 这将导致长距离的大量功率损耗。
另一方面,如果目标是确定家中电子设备消耗的能量,那么放大器将是最佳选择。
事实上,大多数设备的电压是固定的,它们消耗的电流与它们的能耗成正比。 此外,测量放大器还可以帮助检测电路中的任何潜在问题,例如短路或过载。
安培与伏特:有什么区别,示例常见问题解答(常见问题解答)
市电的电压和电流是多少?
在美国,市电通常为 120 伏和 60 赫兹。 其他国家/地区可能具有不同的额定电压,例如欧洲为 220-240 伏。 标称电流因所提供设备的类型而异。
电压和电动势有什么区别?
电压和 EMF(电动势)之间的主要区别在于,电压描述了电路中允许电流流动的两点之间的电位差,而 EMF 描述了电路中不允许电流流动的两点之间的电位差。 换句话说,EMF(以伏特为单位)是开路中两点之间存在的电位差。
什么设备用于测量电压和电流?
可以分别使用电流表或电压表测量安培数和伏特数。 电流表测量电路中流动的电流量,而电压表测量电路中两点之间的电压。
为什么安培和伏特很重要?
安培和伏特很重要,因为它们决定了可以提供给电器或电路的电量。 没有足够的电流,设备将无法正常运行。 同样,如果没有足够的电压,它将无法通过导体推动所需的功率。
导致触电的是电流还是电压?
触电主要是由电流流过身体引起的。 真正伤害身体的是电流,包括神经系统、肌肉和器官。
然而,非常高的电压即使在电流很小的情况下仍然很危险,并且仍然会导致触电。 因此,在高压电气设备周围小心非常重要,因为即使是少量电流通过身体也会造成损坏或致命。