Amps, Volt, Ohms và Watts là gì?

Ampe, vôn, watt và ohm là những khái niệm chính trong hệ thống điện. Mặc dù nó có vẻ phức tạp nhưng bạn không cần phải có bằng kỹ sư để hiểu về điện. Dòng điện chạy như nước qua vòi: các electron di chuyển qua dây dẫn, điển hình là dây dẫn. Để làm rõ những khái niệm này, chúng ta sẽ sử dụng sự tương tự giữa nước và vòi để giải thích từng khái niệm riêng lẻ.

Ampe là gì?

Ampe (ampe) đo dòng điện, tốc độ các electron chạy qua dây dẫn, biểu thị bằng “TÔI” trong các phương trình. Đơn vị này được đặt theo tên của nhà vật lý người Pháp André-Marie Ampère, người tiên phong về điện từ.

Tương tự như nước, dòng điện tương ứng với tốc độ dòng nước qua vòi.

Bên trong bảng dịch vụ hoặc hộp cầu dao trong nhà bạn, bạn sẽ tìm thấy các cầu dao có nhãn 15, 20 và 30 amps. Cường độ dòng điện cao hơn cho phép dòng điện chạy qua nhiều hơn. Các thiết bị lớn như máy điều hòa không khí kết nối với mạch 30 amp, trong khi hầu hết các ổ cắm đều sử dụng mạch 20 amp hoặc 15 amp. Chạy quá nhiều thiết bị trên cùng một mạch điện sẽ ngắt cầu dao, cắt điện để tránh quá nhiệt.

Volt là gì?

Vôn, đại diện bởi “V,” đo điện thế truyền tải điện qua một hệ thống. Chúng phản ánh tốc độ của các electron di chuyển qua một mạch điện và được đo bằng vôn. olt được đặt theo tên của nhà vật lý người Ý Alessandro Volta.

Tương tự như nước, điện áp giống như áp suất nước, làm nước di chuyển qua một ống mềm, tương tự như cách nó đẩy các electron qua một dây dẫn.

Tại Hoa Kỳ, nguồn điện được cung cấp đến từng hộ gia đình ở hai điện áp: 120 volt và 240 volt. Các thiết bị lớn như máy điều hòa không khí và dãy điện sử dụng điện áp 240 volt, trong khi các thiết bị nhỏ hơn như bóng đèn và bộ sạc điện thoại di động hoạt động ở điện áp 120 volt.

Ohms là gì?

Được đặt theo tên nhà vật lý và toán học người Đức Georg Simon Ohm, ohm đo điện trở trong dây dẫn và được biểu thị bằng “R” trong các phương trình. Điện trở làm chậm dòng điện tử.

Tương tự như nước, nó tương đương với đường kính ống. Ống rộng có ít lực cản và cho phép nước chảy nhanh. Tương tự, các dây dẫn có điện trở thấp, như dây đồng, cho phép dòng điện tử dễ dàng di chuyển.

Watts là gì?

Công suất là đơn vị điện quen thuộc nhất, đo công suất mà một thiết bị điện tiêu thụ trong watt, đại diện bởi “P” trong các phương trình. Watts được đặt theo tên của James Watt, kỹ sư người Scotland đã phổ biến động cơ hơi nước.

Sử dụng sự tương tự của nước, công suất có thể tăng lên bằng cách tăng lưu lượng nước hoặc áp suất. Tương tự, trong hệ thống điện, bạn có thể tăng công suất bằng cách tăng dòng điện hoặc điện áp.

Để tính công suất, nhân điện áp (V) với cường độ dòng điện (A): V x A = W. Chuyển động của electron cao hơn và âm lượng mạch lớn hơn sẽ dẫn đến công suất cao hơn. Ví dụ, chạy máy hút bụi sử dụng 400 đến 900 watt, trong khi việc bấm chuông cửa chỉ cần 2 đến 4 watt.

Điện áp, dòng điện, điện trở

Định luật Ôm liên hệ điện áp, dòng điện và điện trở thông qua phương trình V = I x R (trong đó V là điện áp tính bằng vôn, I là dòng điện tính bằng ampe và R là điện trở tính bằng ohm). Tăng điện áp trong khi giữ điện trở không đổi làm cho dòng điện tăng.

Sử dụng sự tương tự của vòi: tăng áp suất cho phép nhiều nước chảy hơn. Ngược lại, nếu điện trở tăng trong khi điện áp không đổi thì dòng điện giảm. Điều này tương tự như việc véo một cái vòi; đường kính giảm dẫn đến sản lượng nước ít hơn.

Hiệu suất điện

Trong hệ thống điện, việc tăng dòng điện hoặc điện áp sẽ làm tăng công suất.

Ví dụ, một bóng đèn 6 volt nối với pin 6 volt sẽ tạo ra 100 watt. Sử dụng công thức I = P/V, dòng điện yêu cầu là: I = 100 W / 6 V = 16,67 amps. Nếu bạn sử dụng pin và bóng đèn 12 volt thay thế: I = 100 W / 12 V = 8,33 amps. Cách thiết lập này đạt được công suất tương tự với một nửa dòng điện, giảm tổn thất đồng trong dây dẫn do điện trở tiêu thụ nhiều điện năng hơn khi dòng điện tăng.

Mối quan hệ được biểu thị bằng P = I2R, cho thấy điện trở cao hơn hoặc dòng điện tăng dẫn đến tổn thất điện năng lớn hơn trong dây dẫn. Do đó, sử dụng điện áp cao hơn sẽ hiệu quả hơn cho hệ thống điện, đồng thời cải thiện hiệu suất của động cơ điện.

Vào những năm 1990, khái niệm này đã thúc đẩy các nhà sản xuất ô tô cân nhắc việc chuyển từ hệ thống 12 volt truyền thống sang hệ thống điện áp cao hơn (42 volt) để có hiệu quả nối dây tốt hơn do tiện nghi điện ngày càng tăng trên ô tô. Tuy nhiên, các nhà sản xuất đã chọn chống lại công tắc này bởi vì họ đã cải thiện hiệu quả bằng cách sử dụng công nghệ kỹ thuật số ở điện áp thấp hơn. Các loại xe hybrid và xe điện hoàn toàn ngày nay thường hoạt động ở mức điện áp từ 450 đến 650 volt cho động cơ mạnh mẽ trong khi vẫn duy trì các giải pháp nối dây hiệu quả.