Ključna razlika – Amper vs Coulomb
Amper i Coulomb su dvije mjerne jedinice koje se koriste za mjerenje struje. Struja u vodiču mjeri se u Amperima, dok Coulombs mjeri količinu naboja. Jedan amper jednak je protoku jednog kulona naboja u sekundi. Za razliku od kulona, koji mjeri količinu naboja, amper mjeri koliko se brzo kreće količina naboja. Ovo je ključna razlika između Ampera i Coulomba.
Električna struja nastaje unutar vodiča kada se nositelji naboja unutar vodiča kreću kroz njega pod djelovanjem razlike napona. Vrlo čest primjer kako nastaje struja je voda koja teče kroz cijev. Ako se cijev drži vodoravno, unutar nje neće biti protoka; ako se barem malo nagne, stvorit će se potencijalna razlika između dva kraja i voda će početi teći kroz cijev. Što je veći nagib, to je veća potencijalna razlika, a time i veća količina vode koja protječe u sekundi. Slično, ako je razlika u naponu između dva kraja žice veća, količina naboja koja teče kroz nju bit će veća, stvarajući veliku struju.
Što je amper?
Mjerna jedinica struje, amper, nazvana je po francuskom matematičaru i fizičaru André-Marie Ampèreu koji se smatra ocem elektrodinamike. Amperi se ukratko nazivaju i amperima.
Amperov zakon sile kaže da dvije paralelne električne žice kroz koje teče struja međusobno djeluju silom. Međunarodni sustav jedinica (SI) definira jedan amper na temelju ovog Amperovog zakona sile; „Amper je ona konstantna struja koja bi, ako se održava u dva ravna paralelna vodiča beskonačne duljine, zanemarivog kružnog presjeka, i postavljena jedan metar jedan od drugoga u vakuumu, proizvela između ovih vodiča silu jednaku 2×10−7 newtona po metru dužine”.
Slika 01: SI definicija ampera
Prema Ohmovom zakonu, struja je povezana s naponom kao:
V=I x R
R je otpor vodiča kroz koji teče struja. Snaga P koju troši opterećenje odnosi se na struju koja teče kroz njega i isporučeni napon prema:
P=V x I
Ovo se može koristiti za razumijevanje količine ampera. Zamislite električno glačalo snage 1000 W koje je spojeno na strujni vod od 230 V. Količina struje koju troši za zagrijavanje može se izračunati kao:
P=VI
1000 W=230 V ×I
I=1000/230
I=4,37 A
U usporedbi s tim, kod elektrolučnog zavarivanja, za taljenje željezne šipke koristi se strujni snop od gotovo 1000 A. Ako se uzme u obzir munja, struja isporučena prosječnom munjom je oko 10 000 ampera. No, izmjeren je i bljesak munje od 100 000 ampera.
Struja se mjeri ampermetrom. Ampermetar radi u različitim tehnikama. U ampermetru s pokretnom zavojnicom, zavojnica postavljena duž promjera zavojnice opskrbljena je izmjerenom strujom. Zavojnica je postavljena između dva magnetska pola; N i S. Prema Flemmingovom pravilu lijeve ruke, sila se inducira na vodič kroz koji teče struja koji se nalazi u magnetskom polju. Stoga sila na montiranu zavojnicu rotira zavojnicu oko svog promjera. Količina otklona ovdje je proporcionalna struji kroz zavojnicu; stoga se može izvršiti mjerenje. Međutim, ovaj pristup zahtijeva prekidanje vodiča i postavljanje ampermetra u sredinu. Budući da se to ne može učiniti u sustavu koji radi, magnetska metoda se koristi u kleštama za mjerenje izmjenične i istosmjerne struje bez fizičkog kontakta s vodičem.
Slika 02: Ampermetar s pokretnim svitkom
Što je Coulomb?
Jedinica SI Coulomb, koja se koristi za mjerenje električnih naboja, nazvana je po fizičaru Charles-Augustinu de Coulombu koji je uveo Coulombov zakon. Coulombov zakon kaže da kada su dva naboja q1 i q2udaljena r, sila djeluje na svaki naboj prema:
F=(keq1q2)/r
Ovdje je ke Coulombova konstanta. Jedan Coulomb (C) jednak je naboju otprilike 6,241509×1018 broja elektrona ili protona. Dakle, naboj jednog elektrona može se izračunati kao 1,602177×10−19 C. Statički električni naboj se mjeri pomoću elektrometra. Kao u prethodnom primjeru električnog glačala, količina naboja koja prijeđe u glačalo u jednoj sekundi može se izračunati kao:
I=Q/t
Q=4,37 A ×1 s
Q=4,37 C
Tijekom bljeska munje, oko 15 kulona naboja može propustiti struju od 30 000 A iz oblaka u zemlju u djeliću sekunde. Međutim, grmljavinski oblak može zadržati stotine kulona naboja tijekom munje.
Napunjenost se također mjeri u amper-satima (Ah=A x h) u baterijama. Tipična baterija mobilnog telefona od 1500 mAh (teoretski) drži 1,5 A x 3600s=5400 C napunjenosti, a da bi se dobio smisao napunjenosti, izražava se tako da baterija može dati 1500 mA struje unutar jednog sata.
Koja je razlika između Ampera i Coulomba?
Amper vs Coulomb |
|
| Amper je SI jedinica za mjerenje električne struje. Jedinični naboj koji prolazi točku unutar jedne sekunde naziva se jedan amper. | Coulomb je SI jedinica za mjerenje električnog naboja. Jedan kulon jednak je naboju koji drži 6,241509×1018 protona ili elektrona. |
| Mjerenje | |
| Ampermetar se koristi za mjerenje struje. | Napunjenost se mjeri pomoću elektrometara. |
| Definicija | |
| Struju definira SI s Amperovim zakonom sile, uzimajući u obzir silu koja djeluje na vodiče kroz koje prolazi struja. | Coulomb je formalno definiran kao amper-sekunda koja povezuje naboj sa strujom. |
Summery – Amper vs Coulomb
Amper se koristi za mjerenje protoka električnih naboja, za razliku od Coulomba, koji se koristi za mjerenje statičkog električnog naboja. Iako je Amper po definiciji povezan s Coulombovom, Amper se definira bez korištenja naboja, već pomoću sile koja djeluje na vodič kroz koji teče struja. Ovo je razlika između Ampera i Coulomba.
