Hvad er ampere, volt, ohm og watt?

Ampere, volt, watt og ohm er nøglebegreber i elektriske systemer. Selvom det kan virke komplekst, behøver du ikke en ingeniøruddannelse for at forstå elektricitet. Elektricitet flyder som vand gennem en slange: elektroner bevæger sig gennem en leder, typisk en ledning. For at tydeliggøre disse begreber vil vi bruge vand- og slangeanalogien til at forklare hver enkelt individuelt.

Hvad er forstærkere?

Amperen (amperen) måler elektrisk strøm, den hastighed, hvormed elektroner strømmer gennem en leder, repræsenteret ved “jeg” i ligninger. Enheden er opkaldt efter den franske fysiker André-Marie Ampère, en pioner inden for elektromagnetisme.

I en vandanalogi svarer elektrisk strøm til vandets strømningshastighed gennem en slange.

Inde i dit hjems servicepanel eller afbryderboks finder du afbrydere mærket 15, 20 og 30 ampere. Højere strømstyrke tillader mere elektricitet at flyde. Store apparater som klimaanlæg forbindes til 30-amp kredsløb, mens de fleste stikkontakter bruger 20-amp eller 15-amp kredsløb. Hvis du kører for mange apparater på samme kredsløb, udløses afbryderen, og strømmen afbrydes for at forhindre overophedning.

Hvad er volt?

Volt, repræsenteret ved “V,” måler det elektriske potentiale, der driver elektricitet gennem et system. De afspejler hastigheden af elektroner, der bevæger sig gennem et kredsløb og måles i volt. olts er opkaldt efter den italienske fysiker Alessandro Volta.

I en vandanalogi er spænding som vandtryk, som bevæger vand gennem en slange, ligesom det skubber elektroner gennem en leder.

I USA leveres elektrisk strøm til hjemmene ved to spændinger: 120 volt og 240 volt. Store apparater som klimaanlæg og elektriske komfurer bruger 240 volt, mens mindre enheder som pærer og mobiltelefonopladere fungerer ved 120 volt.

Hvad er Ohms?

Opkaldt efter den tyske fysiker og matematiker Georg Simon Ohm, måler ohm elektrisk modstand i en leder og er repræsenteret ved “R” i ligninger. Modstand bremser strømmen af elektroner.

I en vandanalogi svarer det til slangediameter. En bred slange giver lidt modstand og tillader hurtig vandgennemstrømning. På samme måde muliggør ledere med lav modstand, som kobbertråd, let elektronstrøm.

Hvad er watt?

Watt er den mest kendte enhed af elektricitet, der måler den strøm, som en elektrisk enhed bruger watt, repræsenteret ved “P” i ligninger. Watts er opkaldt efter James Watt, den skotske ingeniør, der populariserede dampmaskinen.

Ved at bruge en vandanalogi kan watttallet øges ved enten at hæve vandstrømmen eller trykket. På samme måde kan du i et elektrisk system øge strømmen ved at øge strøm eller spænding.

For at beregne watt skal du gange spænding (V) med strømstyrke (A): V x A = W. Højere elektronbevægelse og større kredsløbsvolumen resulterer i højere watt. For eksempel bruger støvsuger 400 til 900 watt, mens det kun kræver 2 til 4 watt at ringe på en dørklokke.

Spænding, strøm, modstand

Ohms lov relaterer spænding, strøm og modstand gennem ligningen V = I x R (hvor V er spænding i volt, I er strøm i ampere, og R er modstand i ohm). Stigende spænding, mens modstanden holdes konstant, får strømmen til at stige.

Brug af en slangeanalogi: øget tryk tillader mere vand at strømme. Omvendt, hvis modstanden stiger, mens spændingen forbliver stabil, falder strømmen. Dette svarer til at klemme en slange; en reduceret diameter resulterer i mindre vandproduktion.

Elektrisk effektivitet

I et elektrisk system øger strømmen eller spændingen strømmen.

For eksempel producerer en 6-volts pære forbundet til et 6-volts batteri 100 watt. Ved at bruge formlen I = P/V er den nødvendige strøm: I = 100 W / 6 V = 16,67 ampere. Hvis du i stedet bruger et 12-volts batteri og en pære: I = 100 W / 12 V = 8,33 ampere. Denne opsætning opnår den samme effekt med halvdelen af strømmen, hvilket reducerer kobbertab i ledninger, da modstand forbruger mere strøm, når strømmen stiger.

Forholdet er udtrykt som P = I²R, hvilket indikerer, at højere modstand eller øget strøm fører til større strømtab i ledninger. Brug af højere spænding er således mere effektivt for elektriske systemer, hvilket også forbedrer elmotorens effektivitet.

I 1990'erne fik dette koncept bilproducenter til at overveje at skifte fra traditionelle 12-volts systemer til systemer med højere spænding (42 volt) for bedre ledningseffektivitet på grund af stigende elektriske faciliteter i biler. Producenterne fravalgte dog denne kontakt fordi de forbedrede effektiviteten ved hjælp af digital teknologi ved lavere spændinger. Nutidens hybrid- og fuldt elektriske køretøjer kører typisk mellem 450 og 650 volt til kraftige motorer, samtidig med at de bevarer effektive ledningsløsninger.