Ampery, wolty i waty to sposoby mierzenia różnych aspektów energii elektrycznej. Amper lub amper (A lub I, dla prądu) to ilość prądu w obwodzie, podczas gdy napięcie (V) to siła prądu przepływającego przez obwód, a waty (W) to całkowita wartość elektryczna moc uwalniana przez obwód na sekundę. Jeden wat jest równy jednemu woltowi pomnożonemu przez jeden amper, co można również wyrazić jako
1 W = 1 V × 1 A
Jedną z powszechnych analogii używanych do zilustrowania tych terminów jest wąż ogrodowy. Ampery reprezentują natężenie przepływu wody przez wąż, podczas gdy wolty reprezentują natężenie przepływu, a moc oznacza całkowitą ilość wody wypływającej z węża na sekundę.
W odniesieniu do Ohmów
Innym ściśle powiązanym pomiarem jest om (Ω), który jest jednostką oporu elektrycznego. Wracając do analogii z wężem ogrodowym, jeśli wąż ma większą średnicę, więcej wody będzie mogło przepłynąć. Obwód o wysokim stopniu rezystancji, wyrażony w omach, może przenosić mniej amperów niż obwód o mniejszej rezystancji, niezależnie od napięcia. Jeśli wysokie napięcie napotka dużą rezystancję, ilość możliwego prądu w obwodzie będzie bardzo mała — przez wąski wąż nie przepłynie dużo wody, bez względu na to, jak wysokie jest ciśnienie. Ludzie często wyrażają związek między prądem a oporem jako prawo Ohma:
A – V/Ω
W obwodach elektrycznych
Naukowcy wykorzystują wszystkie te pomiary podczas pracy z obwodami elektrycznymi. W swojej najbardziej podstawowej formie obwody elektryczne składają się ze źródła napięcia z biegunem dodatnim i ujemnym, jak bateria; ładunek; i dwa przewody łączące oba. Kiedy prąd (A) wypływa z ujemnego zacisku źródła napięcia (V), płynie w kierunku dodatnim przez przewody. Jeśli napotka ładunek pośrodku, jak silnik lub żarówka, przepływa przez nie, uwalniając moc (W), w postaci światła lub pracy. Obciążenie zapewnia również rezystancję (Ω), co powoduje wolniejszy przepływ prądu.
Praktyczne zastosowania
Zrozumienie, w jaki sposób te terminy odnoszą się do siebie, może być przydatne zarówno do wykonywania podstawowych prac elektrycznych, jak i do określenia, czy istniejący panel elektryczny może obsługiwać inne urządzenie. Podczas gdy waty są zmienne, napięcie jest ogólnie stałe, przy czym w USA obowiązuje standard 120 woltów. Urządzenie zużywające dużą ilość prądu, takie jak kuchenka elektryczna, może wymagać podłączenia do oddzielnego obwodu o wyższym napięciu. Dzieje się tak, ponieważ wymaga większej mocy, co oznacza, że zużywa więcej prądu na jednostkę czasu niż inne urządzenia, więc potrzebuje większego napięcia. Bez wyższego napięcia nie działałby, ponieważ byłby głodny prądu, którego potrzebował do działania.
Zrozumienie relacji między różnymi terminami elektrycznymi może również pomóc konsumentom w ocenie miesięcznych rachunków za energię. Zużycie energii elektrycznej jest mierzone w watach lub watogodzinach, a firmy energetyczne mierzą i rozliczają zużycie w kilowatogodzinach, co odpowiada zużyciu 1000 watów energii przez jedną godzinę. Wiele gospodarstw domowych zużywa setki kilowatogodzin każdego miesiąca.
Liczba kilowatów rozliczanych w każdym gospodarstwie domowym jest podłączona do woltów i amperów. Wolty pozostają stałe, ale ampery zmieniają się w zależności od zapotrzebowania na prąd. Kiedy ludzie włączają więcej urządzeń lub używają ich przez dłuższy czas, zwiększają zapotrzebowanie na prąd, co z kolei zwiększa całkowity pobór mocy. Używając mniejszej liczby urządzeń lub przechodząc na bardziej wydajne urządzenia, które wymagają mniej prądu, ludzie mogą zmniejszyć liczbę zużywanych kilowatów i obniżyć rachunki za energię.