Негизги айырма – Ампер менен Кулон
Ампер жана Кулон токту өлчөө үчүн колдонулган эки өлчөө бирдиги. Өткөргүчтөгү ток Ампер менен өлчөнөт, ал эми Кулондор заряддын көлөмүн өлчөйт. Бир ампер заряддын секундадагы бир кулонунун агымына барабар. Заряддын көлөмүн өлчөгөн кулондон айырмаланып, ампер заряддын көлөмү канчалык ылдамдыкта жылып жатканын өлчөйт. Бул Ампер менен Кулондун ортосундагы негизги айырма.
Өткүчтүн ичиндеги зарядды алып жүрүүчүлөр чыңалуу айырмасынын таасири астында өткөргүчтүн ичинде өткөндө электр тогу пайда болот. Токтун кандайча пайда болушунун эң кеңири таралган мисалы - түтүк аркылуу агып жаткан суу. Эгерде түтүк туурасынан кармалса, анын ичинде агым болбойт; ал жок дегенде бир аз кыйшайган болсо, ал эки учу ортосунда потенциалдуу айырманы жаратат жана суу түтүк аркылуу агып баштайт. Жантаюу канчалык жогору болсо, потенциалдык айырма ошончолук жогору болот, демек, секундасына агып жаткан суунун көлөмү ошончолук жогору болот. Ошо сыяктуу эле, зымдын эки учундагы чыңалуу айырмасы жогору болсо, заряддын көлөмү жогору болуп, токту жогору кылат.
Ампер деген эмне?
Токтун өлчөө бирдиги Ампер электродинамиканын атасы деп эсептелген француз математиги жана физиги Андре-Мари Ампердин атынан коюлган. Кыскача айтканда ампер ампер деп да аталат.
Ампердин күч мыйзамы ток өткөрүүчү эки параллелдүү электр зымдары бири-бирине күч келтирерин айтат. Бирдиктердин эл аралык тутумдары (SI) ушул Ампердин Күч Мыйзамынын негизинде бир амперди аныктайт; Ампер - бул чексиз узундуктагы эки түз параллель өткөргүчтө сакталса жана вакуумда бир метр аралыкта жайгаштырылса, бул өткөргүчтөрдүн ортосунда 2 × 10-7 Ньютонго барабар күч пайда боло турган туруктуу ток. узундукка бир метр».
01-сүрөт: Ампердин SI аныктамасы
Ом мыйзамы боюнча ток чыңалууга төмөнкүдөй байланыштуу:
V=I x R
R – ток өткөргүчтүн каршылыгы. Жүктөп керектелген P кубаттуулугу ал аркылуу агып жаткан токко жана берилген чыңалууга байланыштуу:
P=V x I
Муну ампердин санын түшүнүү үчүн колдонсо болот. 230 В электр линиясына туташтырылган кубаттуулугу 1000 Вт болгон электр үтүктү карап көрөлү. Анын ысытуу үчүн сарптаган токтун көлөмүн төмөнкүчө эсептөөгө болот:
P=VI
1000 Вт=230 В ×I
I=1000/230
I=4,37 A
Буга салыштырмалуу, электр жаа менен ширетүүдө темир таякчаны эритүү үчүн дээрлик 1000 А ток нуру колдонулат. Чагылганды эске алсак, орточо чагылган жарк эткен токтун күчү болжол менен 10 000 амперди түзөт. Бирок, 100 000 ампер чагылгандын жарыгы да өлчөнгөн.
Ток амперметр менен өлчөнөт. Амперметр ар кандай техникада иштейт. Кыймылдуу катушка амперметрде катушканын диаметри боюнча орнотулган катушка өлчөнгөн ток менен камсыз кылынат. Катушка эки магниттик уюлдун ортосунда жайгаштырылат; N жана S. Флеммингдин сол кол эрежесине ылайык, магнит талаасында жайгашкан ток өткөргүчкө күч индукцияланат. Демек, орнотулган орамдагы күч орамды диаметринин айланасында айлантат. Бул жерде ийилүүнүн көлөмү катушка аркылуу өткөн токко пропорционалдуу; Ошентип, өлчөө кабыл алынышы мүмкүн. Бирок бул ыкма өткөргүчтү сындырып, амперметрди ортосуна коюуну талап кылат. Иштеп жаткан системада муну жасоо мүмкүн болбогондуктан, өткөргүч менен физикалык байланышсыз AC жана туруктуу токтун экөөн тең өлчөө үчүн кысгыч метрлерде магниттик ыкма колдонулат.
02-сүрөт: Кыймылдуу катушка тибиндеги амперметр
Кулон деген эмне?
Электр заряддарын өлчөө үчүн колдонулган SI бирдиги Кулон Кулон мыйзамын киргизген физик Чарльз-Августин де Кулондун урматына аталган. Кулон мыйзамы эки заряд q1 жана q2бири-биринен r аралыкта жайгаштырылса, ар бир зарядга төмөнкүдөй күч таасир этет:
F=(keq1q2)/r
Бул жерде, ke Кулон туруктуусу. Кулон (C) болжол менен 6,241509×1018 электрондордун же протондордун зарядына барабар. Демек, бир электрондун зарядын 1,602177×10−19 катары эсептөөгө болот. Статикалык электр заряды электрометрдин жардамы менен ченелет. Электрдик үтүктүн мурунку мисалында болгондой, бир секундда үтүккө өтүүчү заряддын көлөмүн төмөнкүчө эсептөөгө болот:
I=Q/t
Q=4,37 A ×1 s
Q=4.37 C
Чагылган жарк эткенде, болжол менен 15 кулон заряды секунданын бир бөлүгүндө булуттан жерге 30 000 А ток өткөрүшү мүмкүн. Бирок, чагылган учурунда күн күркүрөгөн булут жүздөгөн кулондук зарядды кармай алат.
Заряддоо батарейкаларда да ампер-саат (Ah=A x h) менен ченелет. Кадимки 1500 мАч уюлдук телефондун батарейкасы (теориялык жактан алганда) 1,5 A x 3600s=5400 C зарядды кармайт жана заряддын маанисин түшүнүү үчүн, ал батарея бир сааттын ичинде 1500 мА токту бере алат деп айтылат.
Ампер менен Кулондун ортосунда кандай айырма бар?
Ампер жана Кулон |
|
| Ампер - электр тогун өлчөө үчүн SI бирдиги. Бир секунданын ичинде чекиттен өткөн бирдик заряд бир ампер деп аталат. | Кулон – бул электр зарядын өлчөө үчүн SI бирдиги. Бир кулон 6,241509×1018 протон же электрон кармаган зарядга барабар. |
| Өлчөө | |
| Амперметр токту өлчөө үчүн колдонулат. | Заряд Электрометрлер менен өлчөнөт. |
| Аныктама | |
| Ток SI тарабынан Ампердин күч мыйзамы менен, ток өткөргүчтөргө таасир этүүчү күчтү эске алуу менен аныкталат. | Кулон расмий түрдө зарядды ток менен байланыштырган Ампер-секунд катары аныкталган. |
Жайкы – Ампер жана Кулон
Ампер статикалык электр зарядын өлчөө үчүн колдонулган Кулондон айырмаланып, электр заряддарынын агымын өлчөө үчүн колдонулат. Ампер кулон менен байланыштуу болсо да, Ампер зарядды колдонбостон, ток өткөргүчкө таасир этүүчү күч менен аныкталат. Бул Ампер менен Кулондун ортосундагы айырма.
