© knowBeingInTime/Shutterstock.com
มีคำศัพท์ทางเทคนิคมากมายในโลกของไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ที่อาจทำให้คนทั่วไปสับสนได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อดูเหมือนเกี่ยวข้องกัน หากคุณเคยได้ยินคำพูดที่ว่า “คุณไม่สามารถมีอย่างใดอย่างหนึ่งได้หากไม่มีสิ่งอื่น” นั่นคือกรณีของแอมป์และโวลต์
แม้คุณอาจทราบอยู่แล้วว่าทั้งสองอย่างมีความเกี่ยวข้องกับการวัดและการควบคุมพลังงานไฟฟ้า แต่การคาดศีรษะให้รอบด้านอาจเป็นเรื่องยาก แนวคิดที่สำคัญมากทั้งสองนี้เป็นส่วนสำคัญในการทำความเข้าใจการไหลของพลังงานในวงจร
ใน บทความนี้เราจะเจาะลึกโลกของไฟฟ้าและพิทแอมป์เทียบกับโวลต์เพื่อสำรวจความแตกต่างระหว่างทั้งสองอย่างในเชิงลึก ตัวอย่างบางตัวอย่างอาจช่วยอธิบายให้กระจ่างขึ้นได้ ดังนั้น เราจึงจัดเตรียมตัวอย่างที่เป็นประโยชน์เพื่อให้คุณเข้าใจได้ดียิ่งขึ้นว่าแนวคิดทั้งสองนี้ทำงานร่วมกันอย่างไร มาเจาะลึกกัน!
แอมป์กับโวลต์: การเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกัน
แอมป์ vs โวลต์: อะไรคือความแตกต่าง
คำจำกัดความ
แอมป์ ย่อมาจากแอมแปร์ คือหน่วยวัดการไหลของกระแสไฟฟ้า แสดงถึงจำนวนประจุไฟฟ้าที่ผ่านวงจรหรือสายไฟต่อหน่วยเวลา คิดว่าแอมป์เป็นตัววัด”ปริมาณ”ของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านวงจรตามเวลา
เมื่อเราพูดถึงแอมป์ เราจะถามว่า”กระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวนำนี้มีเท่าใด”คุณยังสามารถคิดว่าแอมป์คือปริมาณน้ำที่ไหลผ่านท่อ ยิ่งมีแอมป์มาก กระแสไฟฟ้าก็ยิ่งไหล
แอมแปร์ได้รับการตั้งชื่อตาม André-Marie Ampère ผู้วางรากฐานของอิเล็กโทรไดนามิกส์
©TakaYIB/Shutterstock.com
โวลต์แตกต่างกันเล็กน้อย โวลต์แสดงถึงความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุดในวงจร พวกเขาวัด”แรง”ที่ผลักกระแสไฟฟ้าผ่านวงจร การใช้การเปรียบเทียบน้ำข้างต้น โวลต์จะเทียบเท่ากับแรงดันน้ำ
เป็นการวัดปริมาณ”แรงดัน”ที่ผลักกระแสไฟฟ้าผ่านวงจร แรงดันไฟฟ้ายิ่งสูง แรงผลักไฟฟ้าผ่านวงจรก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น พูดง่ายๆ คือ แอมป์วัดปริมาณไฟฟ้าในขณะที่โวลต์วัดความแรงหรือความเข้มของไฟฟ้านั้น
ที่มา
กระแส (แอมป์)
แอมแปร์คือ หน่วยพื้นฐานของระบบหน่วยสากล (SI) ที่มีสัญลักษณ์ “A” ใช้สำหรับวัดกระแสไฟฟ้าดังที่เราเคยเห็น กระแสไฟฟ้าคืออัตราที่ประจุไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำ กระแสไฟฟ้าหนึ่งแอมแปร์ถูกกำหนดให้เป็นการไหลของประจุไฟฟ้าหนึ่งคูลอมบ์ต่อวินาทีผ่านตัวนำ
ในแง่คณิตศาสตร์ กระแสไฟฟ้า (I) สามารถแสดงได้โดยใช้สมการต่อไปนี้:
I=Q/t
ตัวอย่างเช่น ถ้าตัวนำมีประจุ 6 คูลอมบ์ไหลผ่านใน 3 วินาที กระแสที่ผ่านตัวนำจะเป็น:
I=Q/t=6C/3s=2A
โดยที่ I คือกระแสไฟฟ้าในหน่วยแอมป์ Q คือจำนวนประจุไฟฟ้าในคูลอมบ์ และ t คือเวลาในหน่วยวินาที ดังนั้นกระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวนำคือ 2 แอมป์
แรงดันไฟฟ้า
โวลต์เป็นหน่วยวัดที่ได้มา ซึ่งหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าไม่ใช่หน่วยพื้นฐาน แต่จะคำนวณตามหน่วย SI พื้นฐานอื่นๆ แทน
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โวลต์คำนวณจากความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานและประจุไฟฟ้า ตามคำนิยาม หนึ่งโวลต์คือปริมาณพลังงานที่ต้องใช้ในการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าหนึ่งหน่วยจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งในสนามไฟฟ้า
จูลแสดงถึงปริมาณของพลังงานที่ถูกถ่ายโอน ดังนั้น หนึ่งโวลต์จึงเทียบเท่ากับพลังงานหนึ่งจูลต่อหนึ่งคูลอมบ์ของประจุไฟฟ้า
แสดงทางคณิตศาสตร์เป็น:
โวลต์ (V)=จูล/คูลอมบ์
เมื่อรวมทั้งหมดเข้าด้วยกัน สมมติว่าใช้ตัวอย่างก่อนหน้ากับตัวนำ พลังงานที่ต้องใช้ในการเคลื่อนที่ของประจุนี้คือ 18 จูล
โดยใช้สมการด้านบน เราสามารถคำนวณแรงดันไฟฟ้าของ ตัวนำดังต่อไปนี้:
V=J/C=18J/6C=3V
ดังนั้น แรงดันคร่อมตัวนำคือ 3 โวลต์
กำลังไฟฟ้า
โดยการคูณแรงดันและกระแส เราสามารถคำนวณกำลังไฟฟ้าที่ใช้โดยใช้สูตร:
กำลัง=โวลต์ x แอมแปร์
ในตัวอย่างของเรา ค่านี้จะเป็น:
กำลังไฟ=3V x 2A=6 วัตต์
ความสัมพันธ์กับความต้านทาน
แอมป์ โวลต์ และความต้านทานคือ ปริมาณที่เกี่ยวข้อง ความต้านทานเป็นตัววัดว่าอิเล็กตรอนผ่านวงจรได้ยากเพียงใด
จากการเปรียบเทียบน้ำก่อนหน้านี้ คุณสามารถนึกถึงความสัมพันธ์ของพวกมันในลักษณะนี้: ถ้าแอมป์วัดการไหลของน้ำผ่านท่อ โวลต์วัดแรงดันของน้ำในท่อในขณะที่ความต้านทานวัดเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวของท่อ
แรงดันไฟฟ้าของสายไฟในท้องถิ่นอยู่ที่ประมาณ 13,800 โวลต์
©peterschreiber.media/Shutterstock.com
กฎของโอห์มเป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจว่าตัวแปรทั้งสามนี้เกี่ยวข้องกันอย่างไร มันระบุว่ากระแส (I) ที่ไหลผ่านวงจรเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดัน (V) ที่จ่ายให้กับวงจรและแปรผกผันกับความต้านทาน (R) ของวงจร ซึ่งแสดงทางคณิตศาสตร์เป็น:
I=V/R
หมายความว่าถ้าคุณเพิ่มแรงดันไฟฟ้าในวงจร กระแสที่ไหลผ่านวงจรก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน โดยถือว่าความต้านทานยังคงอยู่ เหมือน. ในทำนองเดียวกัน หากคุณเพิ่มความต้านทานในวงจร กระแสที่ไหลผ่านวงจรจะลดลง โดยสมมติว่าแรงดันยังคงเท่าเดิม
จากตัวอย่างก่อนหน้า ถ้าแรงดันเป็น 3V และกระแสเป็น 2A ดังนั้น ตามกฎของโอห์ม ความต้านทานในวงจรจะต้องเป็น:
R=V/I=3V/2A=1.5Ω (โอห์ม)
ถ้าเราเพิ่มแรงดันเป็น 9 โวลต์ ในขณะที่รักษาวงจรเดิม (เช่น รักษาความต้านทานเท่าเดิม):
I=9V/1.5Ω=6A
ทิศทางการไหล
ข้อแตกต่างที่สำคัญอีกประการระหว่าง แอมป์และโวลต์เกี่ยวข้องกับทิศทางตามลำดับเมื่อมันมาถึงการไหลของกระแส การไหลของกระแสไฟฟ้าคือการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้า (โดยปกติคืออิเล็กตรอน) ผ่านตัวนำในทิศทางที่กำหนด
ทิศทางของกระแสอิเล็กตรอน (ซึ่งตรงข้ามกับกระแสทั่วไป) คือจากขั้วลบของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าไปยังขั้วบวก ดังนั้นกระแสจึงไหลจากระดับศักย์ไฟฟ้าที่สูงกว่า (ความเข้มข้นของอิเล็กตรอนที่สูงกว่า) ไปสู่ระดับศักย์ที่ต่ำกว่า
ในทางกลับกัน แรงดันไฟฟ้าไม่มีทิศทางการไหล เป็นการแสดงความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุดในวงจรเท่านั้น — จุดที่มีศักย์สูงกว่าและจุดที่มีศักย์ต่ำกว่า (เช่น ขั้วบวกและขั้วลบ)
โปรดทราบว่าในบางกรณี เช่น ในฐานะที่เป็นเซมิคอนดักเตอร์ การไหลของกระแสอาจถูกกำหนดให้เป็นการเคลื่อนที่ของประจุบวก (รู) ในทิศทางตรงกันข้าม (จากขั้วบวกไปยังขั้วลบ)
แอมป์ vs โวลต์: 5 ข้อเท็จจริงที่ต้องรู้
หน่วย SI ของกระแสไฟฟ้า แอมแปร์ ตั้งชื่อตาม André-Marie Ampère แอมแปร์เป็นนักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศสซึ่งเป็นหนึ่งในผู้บุกเบิกแม่เหล็กไฟฟ้า หน่วย SI สำหรับความต่างศักย์ไฟฟ้า โวลต์ ได้รับการตั้งชื่อตาม Alessandro Volta เขาเป็นนักฟิสิกส์ชาวอิตาลีที่ได้รับเครดิตว่าเป็นผู้ประดิษฐ์แบตเตอรี่ไฟฟ้า วัตต์ (W) เท่ากับ 1 จูลต่อวินาที และสามารถคำนวณได้โดยการคูณโวลต์ด้วยแอมป์ (P=V x I) วัตต์วัดทั้งกระแสและแรงดันพร้อมกัน ข้อมูลเหล่านี้บอกเราว่าอุปกรณ์ใช้พลังงานเท่าใดเมื่อเชื่อมต่อกับแหล่งไฟฟ้าที่มีระดับแรงดันและอัตราการไหลของกระแสไฟฟ้าที่แน่นอน หม้อแปลงเป็นอุปกรณ์ที่ใช้เพิ่มหรือลดแรงดันไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าในกระบวนการที่เรียกว่า ปฐมนิเทศ ในการทำเช่นนั้น พวกมันจะเพิ่มหรือลดกระแสในขดลวดหม้อแปลงแบบผกผันกัน ฟ้าผ่าประกอบด้วยพลังงานในปริมาณที่สูงมาก ซึ่งทำให้เกิดไฟกระชากทั้งแรงดันและแอมแปร์ทั่วทั้งพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบ
แอมป์ vs โวลต์: อันไหนดีกว่ากัน? คุณควรเลือกอันไหน
อย่างที่เราเห็นก่อนหน้านี้ โวลต์และแอมป์เป็นของคู่กัน คุณไม่สามารถมีได้หากไม่มีอีกอัน ดังนั้นจึงไม่มีคำตอบที่เจาะจงว่าคำตอบใด”ดีกว่า”แต่ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ในขณะนั้น
เช่น พลังงานไฟฟ้าจำเป็นต้องส่งเป็นระยะทางไกล ดังนั้นการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าจึงดีกว่าการเพิ่มแอมป์ นั่นเป็นเพราะความต้านทานของสายส่งเป็นสัดส่วนกับความยาวของสายและกระแสที่ไหลผ่าน
ตามกฎของโอห์ม เนื่องจากความต้านทานของสายส่งเพิ่มขึ้นตามระยะทาง จึงจำเป็นต้องใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นเพื่อรักษาปริมาณกระแสไฟฟ้าให้เท่าเดิม หากใช้แอมแปร์สูงแทนไฟฟ้าแรงสูง ความต้านทานของสายส่งจะทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานอย่างมากเนื่องจากความร้อนที่เกิดจากกระแสไฟฟ้า ซึ่งจะส่งผลให้เกิดการสูญเสียพลังงานอย่างมากในระยะทางไกล
ในทางกลับกัน หากเป้าหมายคือการกำหนดปริมาณพลังงานที่เครื่องใช้ไฟฟ้าที่บ้านใช้ แอมป์จะดีกว่า ทางเลือก.
นี่เป็นเพราะแรงดันไฟฟ้าของเครื่องใช้ไฟฟ้าส่วนใหญ่คงที่ และกระแสที่ดึงออกมาจะเป็นสัดส่วนกับการใช้พลังงาน นอกจากนี้ แอมป์วัดยังช่วยตรวจจับปัญหาที่อาจเกิดขึ้นภายในวงจร เช่น ไฟฟ้าลัดวงจรหรือไฟเกิน
แอมป์กับโวลต์: ความแตกต่างคืออะไร พร้อมตัวอย่าง คำถามที่พบบ่อย (คำถามที่พบบ่อย)
แรงดันและกระแสไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟหลักเป็นเท่าใด
แหล่งจ่ายไฟหลักโดยทั่วไปคือ 120 โวลต์และ 60 เฮิรตซ์ในสหรัฐอเมริกา ประเทศอื่นอาจมีพิกัดแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน เช่น 220-240 โวลต์ในยุโรป พิกัดกระแสจะแตกต่างกันไปตามประเภทของอุปกรณ์ที่กำลังจ่ายไฟ
แรงดันไฟฟ้าและ EMF ต่างกันอย่างไร
ความแตกต่างหลักระหว่างแรงดันไฟฟ้าและ EMF ( แรงเคลื่อนไฟฟ้า) คือแรงดันไฟฟ้าที่อธิบายความต่างศักย์ระหว่างจุดสองจุดในวงจรที่ยอมให้กระแสไหล ในขณะที่ EMF อธิบายความต่างศักย์ระหว่างจุดสองจุดในวงจรที่ไม่อนุญาตให้กระแสไหล กล่าวอีกนัยหนึ่ง EMF (หน่วยวัดเป็นโวลต์) คือความต่างศักย์ที่มีอยู่ระหว่างจุดสองจุดในวงจรเปิด
อุปกรณ์ใดที่ใช้ในการวัดโวลต์และแอมป์/p>
สามารถวัดแอมป์และโวลต์ได้โดยใช้แอมมิเตอร์หรือโวลต์มิเตอร์ตามลำดับ แอมมิเตอร์วัดปริมาณกระแสที่ไหลผ่านวงจร ในขณะที่โวลต์มิเตอร์วัดแรงดันที่จุดสองจุดภายในวงจร
ทำไมแอมป์และโวลต์จึงสำคัญ
แอมป์และโวลต์มีความสำคัญเนื่องจากเป็นตัวกำหนดปริมาณพลังงานที่สามารถส่งไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือวงจรไฟฟ้า หากไม่มีแอมป์เพียงพอ พลังงานจะไม่เพียงพอสำหรับอุปกรณ์ที่ทำงานได้อย่างถูกต้อง ในทำนองเดียวกัน หากมีแรงดันไฟฟ้าไม่เพียงพอ ก็จะไม่สามารถผลักพลังงานตามจำนวนที่ต้องการผ่านตัวนำได้
เป็นกระแสไฟฟ้าหรือเป็นแรงดันไฟฟ้าที่ทำให้เกิดไฟฟ้าช็อต ?
ไฟฟ้าช็อตมีสาเหตุหลักมาจากการไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านร่างกาย เป็นกระแสไฟที่สร้างความเสียหายให้กับร่างกาย รวมถึงระบบประสาท กล้ามเนื้อ และอวัยวะต่างๆ
อย่างไรก็ตาม ไฟฟ้าแรงสูงที่สูงมากยังคงเป็นอันตรายได้แม้ใช้กระแสไฟต่ำ และยังอาจทำให้เกิดไฟฟ้าช็อตได้ ดังนั้น สิ่งสำคัญคือต้องระมัดระวังเกี่ยวกับอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง เนื่องจากกระแสไฟที่ไหลผ่านร่างกายเพียงเล็กน้อยก็อาจก่อให้เกิดอันตรายหรือถึงแก่ชีวิตได้