ความแตกต่างที่สำคัญ – แอมแปร์กับคูลอมบ์
แอมแปร์และคูลอมบ์เป็นหน่วยวัดสองหน่วยที่ใช้วัดกระแส กระแสในตัวนำวัดเป็นแอมแปร์ในขณะที่คูลอมบ์วัดปริมาณประจุ หนึ่งแอมแปร์เท่ากับการไหลของประจุหนึ่งคูลอมบ์ในหนึ่งวินาที ซึ่งแตกต่างจากคูลอมบ์ซึ่งวัดปริมาณประจุ แอมแปร์จะวัดว่าปริมาณประจุเคลื่อนที่เร็วเพียงใด นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่าง Ampere และ Coulomb
กระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นภายในตัวนำเมื่อตัวพาประจุภายในตัวนำเคลื่อนผ่านภายใต้ผลกระทบของความต่างศักย์ไฟฟ้าตัวอย่างทั่วไปของการเกิดกระแสคือน้ำที่ไหลผ่านท่อ หากวางท่อในแนวนอนจะไม่มีการไหลเข้าไป หากเอียงอย่างน้อยเล็กน้อยจะทำให้เกิดความต่างศักย์ระหว่างปลายทั้งสองและน้ำจะเริ่มไหลผ่านท่อ ยิ่งความลาดชันสูง ความต่างศักย์ก็จะยิ่งสูงขึ้น ดังนั้น ปริมาณน้ำที่ไหลต่อวินาทีก็จะยิ่งสูงขึ้น ในทำนองเดียวกัน หากค่าความต่างศักย์ระหว่างปลายทั้งสองของลวดสูงกว่า ปริมาณประจุที่ไหลผ่านก็จะสูงขึ้น ทำให้กระแสไฟสูง
แอมแปร์คืออะไร
หน่วยวัดกระแส แอมแปร์ ได้รับการตั้งชื่อตามนักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส อังเดร-มารี แอมแปร์ ซึ่งถือเป็นบิดาแห่งอิเล็กโทรไดนามิกส์ แอมแปร์เรียกสั้นๆ ว่าแอมป์
กฎแรงของแอมแปร์ระบุว่าสายไฟคู่ขนานสองเส้นที่นำกระแสไฟจะอัดแรงซึ่งกันและกัน International Systems of Unites (SI) กำหนดหนึ่งแอมแปร์โดยพิจารณาจากกฎแรงของแอมแปร์นี้ “แอมแปร์คือกระแสคงที่ซึ่งหากคงไว้ในตัวนำตรงขนานกันสองตัวที่มีความยาวไม่สิ้นสุด มีหน้าตัดเป็นวงกลมเล็กน้อย และวางไว้ห่างกันหนึ่งเมตรในสุญญากาศ จะทำให้เกิดแรงระหว่างตัวนำเหล่านี้เท่ากับ 2×10−7 นิวตัน ความยาวต่อเมตร”
รูปที่ 01: นิยาม SI ของแอมแปร์
ตามกฎของโอห์ม กระแสสัมพันธ์กับแรงดันไฟดังนี้:
V=ฉัน x R
R คือความต้านทานของตัวนำกระแสไฟฟ้าในปัจจุบัน กำลัง P ที่ใช้โดยโหลดเกี่ยวข้องกับกระแสที่ไหลผ่านและแรงดันที่จ่ายตาม:
P=V x I
ใช้เพื่อทำความเข้าใจปริมาณแอมแปร์ พิจารณาเตารีดไฟฟ้าที่มีพิกัด 1,000 W ซึ่งเชื่อมต่อกับสายไฟ 230 V ปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ใช้เพื่อทำให้ร้อนสามารถคำนวณได้ดังนี้:
P=VI
1000 W=230 V ×I
I=1000/230
I=4.37 A
เมื่อเปรียบเทียบกับการเชื่อมอาร์คไฟฟ้าแล้ว ลำแสงปัจจุบันที่เกือบ 1,000 A ถูกใช้เพื่อหลอมแท่งเหล็ก หากพิจารณาจากสายฟ้า กระแสที่ส่งโดยวาบฟ้าผ่าโดยเฉลี่ยจะอยู่ที่ประมาณ 10,000 แอมป์ แต่ยังมีการวัดวาบฟ้าผ่า 100, 000 แอมป์ด้วย
ปัจจุบันวัดโดยใช้แอมมิเตอร์ แอมมิเตอร์ทำงานในเทคนิคต่างๆ ในแอมมิเตอร์แบบขดลวดเคลื่อนที่ ขดลวดที่ติดตั้งตามเส้นผ่านศูนย์กลางของขดลวดจะมาพร้อมกับกระแสไฟฟ้าที่วัดได้ ขดลวดถูกวางไว้ระหว่างขั้วแม่เหล็กสองขั้ว N และ S ตามกฎมือซ้ายของเฟลมมิ่ง แรงถูกเหนี่ยวนำให้ตัวนำพากระแสที่วางอยู่ในสนามแม่เหล็ก ดังนั้นแรงบนคอยล์ที่ติดตั้งจะหมุนคอยล์รอบเส้นผ่านศูนย์กลาง ปริมาณการโก่งตัวที่นี่เป็นสัดส่วนกับกระแสผ่านขดลวด จึงสามารถทำการวัดได้ อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้ต้องทำลายตัวนำและวางแอมมิเตอร์ไว้ตรงกลางเนื่องจากไม่สามารถทำได้ในระบบวิ่ง จึงใช้วิธีแม่เหล็กในแคลมป์มิเตอร์เพื่อวัดกระแสไฟ AC และ DC โดยไม่ต้องสัมผัสตัวนำไฟฟ้า
รูปที่ 02: แอมมิเตอร์ชนิดขดลวดเคลื่อนที่
คูลอมบ์คืออะไร
หน่วย SI คูลอมบ์ ซึ่งใช้ในการวัดประจุไฟฟ้า ได้รับการตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์ชาร์ลส์-ออกุสติน เดอ คูลอมบ์ ผู้แนะนำกฎของคูลอมบ์ กฎของคูลอมบ์ระบุว่าเมื่อชาร์จสองครั้ง q1 และ q2ถูกวางห่างกัน r แรงกระทำต่อการชาร์จแต่ละครั้งตาม:
F=(keq1q2)/r
ที่นี่ ke คือค่าคงที่ของคูลอมบ์ คูลอมบ์ (C) มีค่าเท่ากับประจุประมาณ 6.241509×1018 จำนวนอิเล็กตรอนหรือโปรตอน ดังนั้น ประจุของอิเล็กตรอนเดี่ยวสามารถคำนวณได้เป็น 1.602177×10−19 C. ประจุไฟฟ้าสถิตถูกวัดโดยใช้อิเล็กโตรมิเตอร์ ในตัวอย่างก่อนหน้าของเตารีดไฟฟ้า สามารถคำนวณปริมาณประจุที่ผ่านเข้าสู่เตารีดได้ในหนึ่งวินาทีดังนี้:
I=Q/t
Q=4.37 A ×1 s
Q=4.37 C
ระหว่างที่ฟ้าแลบ ประจุประมาณ 15 คูลอมบ์สามารถผ่านกระแสไฟฟ้า 30,000 A ลงสู่พื้นจากก้อนเมฆได้ในเวลาเพียงเสี้ยววินาที อย่างไรก็ตาม เมฆสายฟ้าอาจมีประจุหลายร้อยคูลอมบ์ระหว่างฟ้าผ่า
ชาร์จยังวัดเป็นแอมแปร์-ชั่วโมง (Ah=A x h) ในแบตเตอรี่ แบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือทั่วไปขนาด 1500 mAh (ตามหลักวิชา) สามารถเก็บประจุได้ 1.5 A x 3600s=5400 C และเพื่อให้เข้าใจถึงการชาร์จ จึงแสดงว่าแบตเตอรี่สามารถจ่ายกระแสไฟได้ 1500 mA ภายในหนึ่งชั่วโมง
แอมแปร์และคูลอมบ์ต่างกันอย่างไร
แอมแปร์กับคูลอมบ์ |
|
| แอมแปร์เป็นหน่วย SI สำหรับวัดกระแสไฟฟ้า หน่วยประจุที่ผ่านจุดภายในหนึ่งวินาทีเรียกว่าหนึ่งแอมแปร์ | คูลอมบ์เป็นหน่วย SI ในการวัดประจุไฟฟ้า หนึ่งคูลอมบ์มีค่าเท่ากับประจุ 6.241509×1018 โปรตอนหรืออิเล็กตรอน |
| การวัด | |
| แอมมิเตอร์วัดกระแส | วัดประจุโดยใช้อิเล็กโทรมิเตอร์ |
| คำจำกัดความ | |
| กระแสถูกกำหนดโดย SI ด้วยกฎแรงของแอมแปร์ โดยพิจารณาจากแรงที่กระทำต่อตัวนำตัวนำกระแสไฟ | คูลอมบ์ถูกกำหนดอย่างเป็นทางการเป็นแอมแปร์วินาทีซึ่งเกี่ยวข้องกับประจุกับกระแส |
ฤดูร้อน – แอมแปร์ vs คูลอมบ์
แอมแปร์ใช้สำหรับวัดการไหลของประจุไฟฟ้า ซึ่งต่างจากคูลอมบ์ซึ่งใช้วัดประจุไฟฟ้าสถิต แม้ว่า Ampere จะสัมพันธ์กับ Coulomb ตามคำจำกัดความ แต่ Ampere ถูกกำหนดโดยไม่ต้องใช้ประจุ แต่ใช้แรงที่กระทำต่อตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้า นี่คือข้อแตกต่างระหว่าง Ampere และ Coulomb