แอมป์ โวลต์ โอห์ม และวัตต์ คืออะไร?

แอมป์โวลต์วัตต์และโอห์มเป็นแนวคิดหลักในระบบไฟฟ้า แม้ว่ามันอาจจะซับซ้อน แต่คุณไม่จำเป็นต้องมีปริญญาวิศวกรรมเพื่อทำความเข้าใจไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าไหลเช่นน้ำผ่านท่อ: อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่านตัวนำโดยทั่วไปเป็นลวด เพื่อชี้แจงแนวคิดเหล่านี้เราจะใช้การเปรียบเทียบน้ำและท่อเพื่ออธิบายแต่ละรายการ

แอมป์คืออะไร?

AMPERE (AMP) วัดกระแสไฟฟ้าอัตราที่อิเล็กตรอนไหลผ่านตัวนำซึ่งแสดงโดย “ฉัน” ในสมการ หน่วยนี้ได้รับการตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสAndré-Marie Ampèreผู้บุกเบิกแม่เหล็กไฟฟ้า

ในการเปรียบเทียบน้ำกระแสไฟฟ้าสอดคล้องกับอัตราการไหลของน้ำผ่านท่อ

ภายในแผงบริการบ้านของคุณหรือกล่องเบรกเกอร์คุณจะพบเบรกเกอร์วงจรที่มีป้ายกำกับ 15, 20 และ 30 แอมป์ แอมแปร์ที่สูงขึ้นช่วยให้กระแสไฟฟ้าไหลมากขึ้น เครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดใหญ่เช่นเครื่องปรับอากาศเชื่อมต่อกับวงจร 30 แอมป์ในขณะที่ร้านค้าส่วนใหญ่ใช้วงจร 20 แอมป์หรือ 15 แอมป์ การใช้เครื่องใช้ไฟฟ้ามากเกินไปในวงจรเดียวกันจะเดินทางเบรกเกอร์ตัดกำลังเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป

โวลต์คืออะไร?

โวลต์แสดงโดย “วี” วัดศักยภาพไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนไฟฟ้าผ่านระบบ พวกเขาสะท้อนความเร็วของอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ผ่านวงจรและวัดเป็นโวลต์ Olts ได้รับการตั้งชื่อตาม Alessandro Volto นักฟิสิกส์ชาวอิตาลี

ในการเปรียบเทียบน้ำแรงดันไฟฟ้าเป็นเหมือนแรงดันน้ำซึ่งเคลื่อนย้ายน้ำผ่านท่อคล้ายกับวิธีผลักอิเล็กตรอนผ่านตัวนำ

ในสหรัฐอเมริกาพลังงานไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังบ้านที่แรงดันไฟฟ้าสองแรงดัน: 120 โวลต์และ 240 โวลต์ เครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดใหญ่เช่นเครื่องปรับอากาศและช่วงไฟฟ้าใช้ 240 โวลต์ในขณะที่อุปกรณ์ขนาดเล็กเช่นหลอดไฟและเครื่องชาร์จโทรศัพท์มือถือทำงานที่ 120 โวลต์

โอห์มคืออะไร?

ชื่อตามนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันและนักคณิตศาสตร์ Georg Simon Ohm โอห์มวัดความต้านทานไฟฟ้าในตัวนำและแสดงโดย “ร” ในสมการ ความต้านทานทำให้การไหลของอิเล็กตรอนช้าลง

ในการเปรียบเทียบน้ำมันเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ ท่อกว้างมีความต้านทานเพียงเล็กน้อยและช่วยให้การไหลของน้ำอย่างรวดเร็ว ในทำนองเดียวกันตัวนำที่มีความต้านทานต่ำเช่นลวดทองแดงทำให้สามารถไหลของอิเล็กตรอนได้ง่าย

วัตต์คืออะไร?

Wattage เป็นหน่วยไฟฟ้าที่คุ้นเคยมากที่สุดวัดพลังงานที่อุปกรณ์ไฟฟ้าใช้ใน วัตต์แสดงโดย “P” ในสมการ วัตส์ได้รับการตั้งชื่อตาม James Watt วิศวกรชาวสก็อตที่เป็นที่นิยมของเครื่องยนต์ไอน้ำ

การใช้การเปรียบเทียบน้ำวัตต์สามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการเพิ่มการไหลของน้ำหรือความดัน ในทำนองเดียวกันในระบบไฟฟ้าคุณสามารถเพิ่มพลังงานได้โดยการเพิ่มกระแสไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้า

ในการคำนวณวัตต์แรงดันไฟฟ้าคูณ (V) โดยแอมแปร์ (a): V x a = W. การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่สูงขึ้นและปริมาตรวงจรที่มากขึ้นส่งผลให้วัตต์สูงขึ้น ตัวอย่างเช่นการเรียกใช้สูญญากาศใช้ 400 ถึง 900 วัตต์ในขณะที่กริ่งออดต้องใช้เพียง 2 ถึง 4 วัตต์

แรงดันไฟฟ้ากระแสความต้านทาน

กฎของโอห์ม เกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้ากระแสและความต้านทานผ่านสมการ V = i x r (โดยที่ V คือแรงดันไฟฟ้าเป็นโวลต์ฉันเป็นกระแสในแอมป์และ r คือความต้านทานในโอห์ม) การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าในขณะที่รักษาค่าคงที่ความต้านทานทำให้กระแสเพิ่มขึ้น

การใช้การเปรียบเทียบท่อ: การเพิ่มความดันช่วยให้น้ำไหลได้มากขึ้น ในทางกลับกันหากความต้านทานเพิ่มขึ้นในขณะที่แรงดันไฟฟ้ายังคงอยู่ในปัจจุบันลดลงในปัจจุบัน สิ่งนี้คล้ายกับการบีบท่อ เส้นผ่านศูนย์กลางที่ลดลงส่งผลให้น้ำออกน้อยลง

ประสิทธิภาพทางไฟฟ้า

ในระบบไฟฟ้าการเพิ่มกระแสไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้าเพิ่มพลังงาน

ตัวอย่างเช่นหลอดไฟ 6 โวลต์ที่เชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ 6 โวลต์ผลิต 100 วัตต์ การใช้สูตร I = P / V กระแสที่ต้องการคือ: i = 100 W / 6 V = 16.67 แอมป์ หากคุณใช้แบตเตอรี่ 12 โวลต์และหลอดไฟแทน: i = 100 W / 12 V = 8.33 แอมป์ การตั้งค่านี้ได้รับพลังงานเดียวกันกับครึ่งหนึ่งของกระแสลดการสูญเสียทองแดงในสายเนื่องจากความต้านทานใช้พลังงานมากขึ้นเมื่อกระแสเพิ่มขึ้น

ความสัมพันธ์ถูกแสดงเป็น p = i²rแสดงให้เห็นว่าความต้านทานที่สูงขึ้นหรือเพิ่มกระแสไฟฟ้านำไปสู่การสูญเสียพลังงานมากขึ้นในสายไฟ การใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นจึงมีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับระบบไฟฟ้าปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้าเช่นกัน

ในปี 1990 แนวคิดนี้กระตุ้นให้ผู้ผลิตรถยนต์พิจารณาเปลี่ยนจากระบบ 12 โวลต์แบบดั้งเดิมไปเป็นระบบแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น (42 โวลต์) เพื่อประสิทธิภาพการเดินสายที่ดีขึ้นเนื่องจากสิ่งอำนวยความสะดวกไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นในรถยนต์ อย่างไรก็ตามผู้ผลิตเลือกใช้ สวิตช์นี้ เพราะพวกเขาปรับปรุงประสิทธิภาพโดยใช้เทคโนโลยีดิจิตอลที่แรงดันไฟฟ้าต่ำ โดยทั่วไปแล้วรถยนต์ไฮบริดและไฟฟ้าเต็มรูปแบบของวันนี้จะทำงานระหว่าง 450 และ 650 โวลต์สำหรับมอเตอร์ที่ทรงพลังในขณะที่ยังคงรักษาโซลูชันการเดินสายที่มีประสิทธิภาพ