Ампер мен Кулон арасындағы айырмашылық

2024 Автор: Alex Aldridge | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 13:43

Негізгі айырмашылық – Ампер және Кулон

Ампер және Кулон – токты өлшеу үшін қолданылатын екі өлшем бірлігі. Өткізгіштегі ток ампермен өлшенеді, ал Кулон заряд мөлшерін өлшейді. Бір ампер зарядтың секундтағы бір кулон ағынына тең. Заряд мөлшерін өлшейтін кулоннан айырмашылығы, ампер заряд мөлшерінің қаншалықты жылдам қозғалатынын өлшейді. Бұл Ампер мен Кулон арасындағы негізгі айырмашылық.

Өткізгіштің ішіндегі заряд тасымалдаушылар кернеу айырмашылығының әсерінен өткізгіш арқылы қозғалғанда, оның ішінде электр тогы пайда болады. Токтың пайда болуының өте кең таралған мысалы - құбыр арқылы ағып жатқан су. Егер құбыр көлденең ұсталса, оның ішінде ағын болмайды; егер ол кем дегенде сәл еңкейтілген болса, ол екі ұштың арасында әлеуетті айырмашылықты тудырады және су құбыр арқылы ағып бастайды. Еңіс неғұрлым жоғары болса, потенциалдар айырмасы соғұрлым жоғары болады, демек секундына су ағынының мөлшері де жоғары болады. Сол сияқты, сымның екі ұшы арасындағы кернеу айырмашылығы жоғарырақ болса, өтетін заряд мөлшері де жоғары болады, бұл жоғары ток тудырады.

Ампер дегеніміз не?

Ток күшінің өлшем бірлігі Ампер электродинамиканың атасы болып саналатын француз математигі және физигі Андре-Мари Ампердің құрметіне аталған. Амперлерді қысқаша айтқанда ампер деп те атайды.

Ампер күш заңы ток өткізетін екі параллель электр сымдары бір-біріне күш түсіретінін айтады. Халықаралық бірлік жүйелері (SI) осы Ампер күшінің заңына негізделген бір амперді анықтайды; «Ампер - бұл шексіз ұзындықтағы, елеусіз дөңгелек көлденең қимасы бар екі түзу параллель өткізгіште ұсталса және вакуумде бір метр қашықтықта орналасса, осы өткізгіштер арасында 2 × 10-7 Ньютонға тең күш тудыратын тұрақты ток. ұзындығының метріне».

01-сурет: Ампердің SI анықтамасы

Ом заңы бойынша ток кернеумен байланысты:

V=I x R

R – ток өткізгіштің кедергісі. Жүктемемен тұтынылатын қуат P ол арқылы өтетін токқа және берілген кернеуге қатысты:

P=V x I

Мұны ампер мөлшерін түсіну үшін пайдалануға болады. 230 В электр желісіне қосылған қуаты 1000 Вт электр үтікті қарастырайық. Оның қыздыру үшін тұтынатын ток мөлшерін келесідей есептеуге болады:

P=VI

1000 Вт=230 В ×I

I=1000/230

I=4,37 A

Сонымен салыстырғанда, электр доғалық дәнекерлеуде темір шыбықты балқыту үшін шамамен 1000 А ток сәулесі қолданылады. Егер найзағай деп есептелетін болсақ, орташа найзағай жарқылы арқылы берілетін ток шамамен 10 000 ампер болады. Бірақ 100 000 ампер найзағай жарқылы да өлшенді.

Ток амперметр арқылы өлшенеді. Амперметр әртүрлі техникада жұмыс істейді. Қозғалыс амперметрінде катушка диаметрі бойымен орнатылған катушка өлшенген токпен қамтамасыз етіледі. Орам екі магниттік полюстің арасына орналастырылған; N және S. Флеммингтің сол қол ережесіне сәйкес магнит өрісінде орналасқан ток өткізгішке күш индукцияланады. Демек, монтаждалған орамдағы күш орамды диаметрі бойынша айналдырады. Мұндағы ауытқу шамасы катушка арқылы өтетін токқа пропорционал; осылайша өлшеуді алуға болады. Дегенмен, бұл тәсіл өткізгішті бұзуды және амперметрді ортаға қоюды талап етеді. Жұмыс істеп тұрған жүйеде мұны істеу мүмкін емес болғандықтан, өткізгішпен физикалық байланыссыз айнымалы және тұрақты токтардың екеуін де өлшеу үшін қысқыштардағы магниттік әдіс қолданылады.

02-сурет: Жылжымалы катушкалар түріндегі амперметр

Кулон деген не?

Электр зарядтарын өлшеу үшін қолданылатын SI бірлігі Кулон Кулон заңын енгізген физик Шарль-Огустин де Кулонның құрметіне аталған. Кулон заңы екі заряд q₁ және q_{2бір-бірінен r қашықтықта орналасса, әрбір зарядқа келесідей күш әсер ететінін айтады:}

F=(k_eq₁q_2)/r

Мұнда, k_e - Кулон тұрақтысы. Кулон (C) шамамен 6,241509×10¹⁸ электрондар немесе протондар санының зарядына тең. Демек, бір электронның зарядын 1,602177×10^{−19 ретінде есептеуге болады. Статикалық электр заряды электрометр көмегімен өлшенеді. Электр үтіктің алдыңғы мысалындағыдай, бір секундта үтікке өтетін заряд мөлшерін мына түрде есептеуге болады:}

I=Q/t

Q=4,37 A ×1 с

Q=4,37 C

Найзағай жарқылы кезінде шамамен 15 кулон заряды секундтың бір бөлігінде бұлттан жерге 30 000 А ток өткізе алады. Дегенмен, найзағай кезінде найзағайлы бұлт жүздеген кулон зарядын ұстай алады.

Зарядтау сонымен қатар аккумуляторларда ампер-сағатпен (Ah=A x h) өлшенеді. 1500 мАч (теориялық) ұялы телефонның әдеттегі батареясы 1,5 A x 3600s=5400 C зарядты сақтайды және зарядты түсіну үшін ол батарея бір сағат ішінде 1500 мА ток бере алатынын көрсетеді.

Ампер мен Кулонның айырмашылығы неде?

Ампер және Кулон
Ампер – электр тогын өлшеуге арналған SI бірлігі. Бір секунд ішінде нүктеден өтетін бірлік заряд бір ампер деп аталады.	Кулон – электр зарядын өлшеуге арналған SI бірлігі. Бір кулон 6,241509×1018 протон немесе электрон ұстайтын зарядқа тең.
Өлшем
Амперметр токты өлшеу үшін пайдаланылады.	Заряд электрометрлер арқылы өлшенеді.
Анықтама
Ток өткізгіштерге әсер ететін күшті ескере отырып, Ампер күш заңымен SI арқылы анықталады.	Кулон ресми түрде зарядты токпен байланыстыратын Ампер-секунд ретінде анықталады.

Жаз – Ампер және Кулон

Ампер статикалық электр зарядын өлшеу үшін қолданылатын Кулонға қарағанда электр зарядтарының ағынын өлшеу үшін қолданылады. Ампер анықтамасы бойынша Кулонға қатысты болса да, Ампер зарядты пайдаланбай, ток өткізгішке әсер ететін күш арқылы анықталады. Бұл Ампер мен Кулон арасындағы айырмашылық.