Гол ялгаа – Ампер ба Кулон
Ампер ба Кулон нь гүйдлийг хэмжихэд ашигладаг хоёр хэмжих нэгж юм. Дамжуулагчийн гүйдлийг ампераар хэмждэг бол Кулон нь цэнэгийн хэмжээг хэмждэг. Нэг ампер нь секундэд нэг Кулоны цэнэгийн урсгалтай тэнцүү байна. Цэнэгийн хэмжээг хэмждэг кулоноос ялгаатай нь ампер нь цэнэгийн хэмжээ хэр хурдан хөдөлж байгааг хэмждэг. Энэ бол Ампер ба Кулон хоёрын гол ялгаа юм.
Дамжуулагчийн доторх цэнэг зөөгч хүчдлийн зөрүүний нөлөөгөөр дамжин өнгөрөхөд цахилгаан гүйдэл үүснэ. Гүйдэл хэрхэн үүсдэг тухай маш түгээмэл жишээ бол хоолойгоор урсаж буй ус юм. Хоолойг хэвтээ байрлалд байлгавал дотор нь урсгал байхгүй болно; хэрэв энэ нь ядаж бага зэрэг хазайсан бол энэ нь хоёр төгсгөлийн хооронд боломжит зөрүү үүсгэж, хоолойгоор ус урсаж эхэлнэ. Налуу өндөр байх тусам боломжит зөрүү их байх тул секундэд урсах усны хэмжээ ихсэх болно. Үүний нэгэн адил, хэрэв утасны хоёр үзүүрийн хоорондох хүчдэлийн зөрүү өндөр байвал дамжин өнгөрөх цэнэгийн хэмжээ ихсэж, өндөр гүйдэл үүсгэдэг.
Ампер гэж юу вэ?
Гүйдлийг хэмжих нэгж Амперыг электродинамикийн эцэг гэгддэг Францын математикч, физикч Андре-Мари Амперын нэрээр нэрлэсэн. Амперыг мөн товчоор хэлбэл ампер гэж нэрлэдэг.
Амперийн хүчний хуулинд гүйдэл дамжуулж буй хоёр зэрэгцээ цахилгаан утас бие биендээ хүч үзүүлдэг. Олон улсын систем (SI) нь энэхүү Амперын хүчний тухай хуульд үндэслэн нэг амперыг тодорхойлдог; "Ампер гэдэг нь хязгааргүй урттай, ач холбогдол багатай дугуй хөндлөн огтлолтой хоёр шулуун параллель дамжуулагчийг вакуумд нэг метрийн зайд байрлуулсан тохиолдолд эдгээр дамжуулагчийн хооронд 2 × 10-7 Ньютонтой тэнцэх хүч үүсгэх тогтмол гүйдэл юм. урт метр тутамд".
Зураг 01: Амперын SI тодорхойлолт
Омын хуулиар гүйдэл нь хүчдэлтэй дараах байдлаар хамааралтай:
V=I x R
R нь гүйдэл дамжуулах дамжуулагчийн эсэргүүцэл юм. Ачааллын зарцуулсан P хүч нь түүгээр урсах гүйдэл ба нийлүүлсэн хүчдэлд хамаарна:
P=V x I
Үүнийг амперийн хэмжээг ойлгоход ашиглаж болно. 230 В-ын цахилгааны шугамд холбогдсон 1000 Вт чадалтай цахилгаан индүүг авч үзье. Түүний халаахад зарцуулсан гүйдлийн хэмжээг дараах байдлаар тооцоолж болно:
P=VI
1000 Вт=230 В ×I
I=1000/230
I=4.37 A
Үүнтэй харьцуулахад цахилгаан нуман гагнуурт төмөр бариулыг хайлуулахад бараг 1000 А гүйдлийн цацрагийг ашигладаг. Хэрэв аянга цахилгаан гэж үзвэл дунджаар аянгын анивчсан гүйдэл нь ойролцоогоор 10,000 ампер байна. Гэхдээ 100,000 ампер аянгын гялбааг бас хэмжсэн.
Гүйдлийг амметрээр хэмждэг. Амметр нь янз бүрийн техникээр ажилладаг. Хөдөлгөөнт ороомгийн амметрт ороомгийн диаметрийн дагуу суурилуулсан ороомог нь хэмжсэн гүйдэлээр тэжээгддэг. Ороомог нь хоёр соронзон туйлын хооронд байрладаг; N ба S. Флеммингийн зүүн гарын дүрмийн дагуу соронзон орон дотор байрлуулсан гүйдэл дамжуулагч дээр хүч өдөөгддөг. Тиймээс суурилуулсан ороомог дээрх хүч нь ороомог диаметрийг тойрон эргүүлдэг. Энд байгаа хазайлтын хэмжээ нь ороомогоор дамжин өнгөрөх гүйдэлтэй пропорциональ байна; Тиймээс хэмжилтийг хийж болно. Гэхдээ энэ арга нь дамжуулагчийг эвдэж, амперметрийг дундуур нь байрлуулахыг шаарддаг. Үүнийг ажиллаж байгаа системд хийх боломжгүй тул дамжуулагчтай физик холбоогүйгээр хувьсах болон тогтмол гүйдлийн аль алиныг нь хэмжихийн тулд хавчаарын тоолуурт соронзон аргыг ашигладаг.
Зураг 02: Хөдөлгөөнт ороомгийн төрлийн амперметр
Кулом гэж юу вэ?
Цахилгаан цэнэгийг хэмжихэд ашигладаг SI нэгж Кулон нь Кулоны хуулийг санаачилсан физикч Чарльз-Аггустин де Кулоны нэрээр нэрлэгдсэн. Кулоны хуульд q1 ба q2хоёр цэнэгийг бие биенээсээ r зайд байрлуулахад цэнэг тус бүрт дараах байдлаар хүч үйлчилнэ гэж заасан байдаг:
F=(keq1q2)/r
Энд ke нь Кулоны тогтмол юм. Кулон (C) нь ойролцоогоор 6.241509×1018 тооны электрон эсвэл протонтой тэнцүү байна. Эндээс нэг электроны цэнэгийг 1.602177×10−19 гэж тооцож болно C. Статик цахилгаан цэнэгийг электрометр ашиглан хэмждэг. Цахилгаан индүүний өмнөх жишээн дээр нэг секундын дотор индүү рүү орох цэнэгийн хэмжээг дараах байдлаар тооцоолж болно:
I=Q/t
Q=4.37 A ×1 с
Q=4.37 C
Аянга цахих үед ойролцоогоор 15 кулон цэнэг секундын дотор үүлнээс газар руу 30,000 А гүйдлийг дамжуулж болно. Гэсэн хэдий ч аянга цахих үед аянга цахилгаантай үүл хэдэн зуун кулон цэнэгтэй байж болно.
Батерейны цэнэгийг мөн ампер-цагаар (Ah=A x h) хэмждэг. 1500 мАч (онолын хувьд) гар утасны ердийн батарей нь 1.5 A x 3600s=5400 C цэнэгтэй бөгөөд цэнэгийг ойлгохын тулд батерей нь нэг цагийн дотор 1500 мА гүйдэл өгөх чадвартай гэдгээр илэрхийлэв.
Ампер ба Кулон хоёрын ялгаа юу вэ?
Ампер ба Кулом |
|
| Ампер нь цахилгаан гүйдлийг хэмжих SI нэгж юм. Нэг секундын дотор нэг цэгийг дайран өнгөрөх нэгж цэнэгийг нэг ампер гэнэ. | Кулон бол цахилгаан цэнэгийг хэмжих SI нэгж юм. Нэг кулон нь 6.241509×1018 протон буюу электроны цэнэгтэй тэнцүү байна. |
| Хэмжилт | |
| Амметрийг гүйдлийг хэмжихэд ашигладаг. | Цэнэглэлтийг Электрометр ашиглан хэмждэг. |
| Тодорхойлолт | |
| Гүйдэл дамжуулах дамжуулагчдад үйлчлэх хүчийг харгалзан SI-д гүйдлийг Амперын хүчний хуулиар тодорхойлно. | Куломыг албан ёсоор цэнэгийг гүйдэлтэй холбосон Ампер-секунд гэж тодорхойлсон. |
Зуны – Ампер ба Кулом
Ампер нь статик цахилгаан цэнэгийг хэмжихэд ашигладаг Кулоноос ялгаатай нь цахилгаан цэнэгийн урсгалыг хэмжихэд хэрэглэгддэг. Хэдийгээр Ампер нь Кулонтой холбоотой боловч ампер нь цэнэгийг ашиглахгүйгээр тодорхойлогддог боловч гүйдэл дамжуулагч дээр ажилладаг хүчийг ашигладаг. Энэ бол Ампер ба Кулон хоёрын ялгаа юм.
