Belangrijk verschil – Ampere vs Coulomb
Ampere en Coulomb zijn twee meeteenheden die worden gebruikt om de stroom te meten. De stroom in een geleider wordt gemeten in Ampère, terwijl Coulombs de hoeveelheid lading meet. Eén ampère is gelijk aan de stroom van één coulomb van een lading in een seconde. In tegenstelling tot coulomb, dat de hoeveelheid lading meet, meet ampère hoe snel de hoeveelheid lading beweegt. Dit is het belangrijkste verschil tussen Ampere en Coulomb.
Een elektrische stroom treedt op in een geleider wanneer de ladingsdragers in de geleider er doorheen bewegen onder invloed van een spanningsverschil. Een veel voorkomend voorbeeld van hoe de stroom ontstaat, is het water dat door een leiding stroomt. Als de pijp horizontaal wordt gehouden, zal er geen stroming in zijn; als het op zijn minst een beetje wordt gekanteld, ontstaat er een potentiaalverschil tussen de twee uiteinden en begint er water door de buis te stromen. Hoe hoger de helling, hoe groter het potentiaalverschil, dus hoe hoger de hoeveelheid water die per seconde stroomt. Evenzo, als het spanningsverschil tussen de twee uiteinden van een draad groter is, zal de hoeveelheid lading die er doorheen stroomt groter zijn, waardoor een hoge stroomsterkte ontstaat.
Wat is Ampère?
De meeteenheid van stroom, Ampère, is vernoemd naar een Franse wiskundige en natuurkundige André-Marie Ampère die wordt beschouwd als de vader van de elektrodynamica. Ampères worden ook wel versterkers genoemd, kortweg.
De krachtwet van Ampere stelt dat twee parallelle elektrische draden die stroom voeren een kracht op elkaar uitoefenen. International Systems of Unites (SI) definieert één ampère op basis van deze Ampere's Force Law; “De ampère is die constante stroom die, indien gehandhaafd in twee rechte evenwijdige geleiders van oneindige lengte, met een verwaarloosbare cirkelvormige doorsnede, en op een meter afstand van elkaar geplaatst in vacuüm, tussen deze geleiders een kracht zou produceren gelijk aan 2 × 10−7 newton per meter lengte.
Figuur 01: SI-definitie van Ampere
Volgens de wet van Ohm is stroom gerelateerd aan spanning als:
V=I x R
R is de weerstand van de stroomvoerende geleider. Het vermogen P dat door een belasting wordt verbruikt, heeft betrekking op de stroom die er doorheen vloeit en de geleverde spanning volgens:
P=V x I
Dit kan worden gebruikt om de hoeveelheid van een ampère te begrijpen. Overweeg een strijkijzer met een vermogen van 1000 W, dat is aangesloten op het elektriciteitsnet van 230 V. De hoeveelheid stroom die het verbruikt om op te warmen, kan als volgt worden berekend:
P=VI
1000 W=230 V ×I
I=1000/230
I=4.37 A
Vergeleken daarmee wordt bij elektrisch booglassen een stroombundel van bijna 1000 A gebruikt om een ijzeren staaf te smelten. Als een bliksemschicht wordt overwogen, is de stroom die door een gemiddelde bliksemflits wordt geleverd ongeveer 10.000 ampère. Maar er is ook een bliksemflits van 100.000 ampère gemeten.
Stroom wordt gemeten met een Ampèremeter. Ampèremeter werkt in verschillende technieken. In een ampèremeter met bewegende spoel wordt een spoel die langs de diameter van de spoel is gemonteerd, voorzien van de gemeten stroom. De spoel wordt tussen twee magnetische polen geplaatst; N en S. Volgens de linkerhandregel van Flemming wordt een kracht geïnduceerd op een stroomvoerende geleider die in een magnetisch veld wordt geplaatst. Daarom roteert de kracht op de gemonteerde spoel de spoel rond zijn diameter. De mate van afbuiging is hier evenredig met de stroom door de spoel; dus de meting kan worden uitgevoerd. Deze benadering vereist echter het breken van de geleider en het plaatsen van de ampèremeter in het midden. Aangezien dit niet mogelijk is in een lopend systeem, wordt een magnetische methode gebruikt in stroomtangen om zowel AC- als DC-stromen te meten zonder fysiek contact met de geleider.
Figuur 02: Ampèremeter met bewegende spoel
Wat is Coulomb?
De SI-eenheid Coulomb, die wordt gebruikt om elektrische ladingen te meten, is vernoemd naar de natuurkundige Charles-Augustin de Coulomb die de wet van Coulomb introduceerde. De wet van Coulomb stelt dat wanneer twee ladingen q1 en q2op r afstand van elkaar worden geplaatst, er een kracht op elke lading werkt volgens:
F=(keq1q2)/r
Hier is ke de constante van Coulomb. Een Coulomb (C) is gelijk aan de lading van ongeveer 6.241509×1018 aantal elektronen of protonen. Daarom kan de lading van een enkel elektron worden berekend als 1,602177×10−19 C. Statische elektrische lading wordt gemeten met een elektrometer. Net als in het vorige voorbeeld van een strijkijzer, kan de hoeveelheid lading die in één seconde in het strijkijzer gaat, worden berekend als:
I=Q/t
Q=4.37 A ×1 s
Q=4.37 C
Tijdens een bliksemflits kan een lading van ongeveer 15 coulombs in een fractie van een seconde een stroom van 30.000 A vanuit een wolk naar aarde sturen. Een donderwolk kan echter honderden coulombs lading bevatten tijdens bliksem.
Laden wordt ook gemeten in ampère-uren (Ah=A x h) in batterijen. Een typische batterij van een mobiele telefoon van 1500 mAh (theoretisch) heeft een lading van 1,5 A x 3600s=5400 C en om een idee te krijgen van de lading, wordt dit uitgedrukt als de batterij die binnen een uur 1500 mA stroom kan leveren.
Wat is het verschil tussen Ampere en Coulomb?
Ampere vs Coulomb |
|
| Ampere is de SI-eenheid om de elektrische stroom te meten. Een eenheidslading die binnen één seconde een punt passeert, wordt één ampère genoemd. | Coulomb is de SI-eenheid om de elektrische lading te meten. Eén coulomb is gelijk aan de lading van 6.241509×1018 protonen of elektronen. |
| Meting | |
| Ammeter wordt gebruikt om de stroom te meten. | De lading wordt gemeten met behulp van elektrometers. |
| Definitie | |
| Stroom wordt gedefinieerd door SI met de krachtwet van Ampere, rekening houdend met de kracht die op stroomvoerende geleiders werkt. | Coulomb is formeel gedefinieerd als Ampere-seconde die de lading relateert aan de stroom. |
Zomer – Ampere vs Coulomb
Ampere wordt gebruikt om de stroom van elektrische ladingen te meten, in tegenstelling tot Coulomb, dat wordt gebruikt om de statische elektrische lading te meten. Hoewel Ampere per definitie verwant is aan Coulomb, wordt Ampere gedefinieerd zonder de lading te gebruiken, maar met behulp van een kracht die inwerkt op een stroomvoerende geleider. Dit is het verschil tussen Ampere en Coulomb.
