Τα ενισχυτικά, τα βολτ και τα βατ είναι όλοι τρόποι μέτρησης διαφορετικών πτυχών της ηλεκτρικής ενέργειας. Ένα αμπέρ, ή amp (A ή I, για ρεύμα), είναι η ποσότητα του ρεύματος σε ένα κύκλωμα, ενώ η τάση (V) είναι η ισχύς του ρεύματος καθώς ρέει μέσα από το κύκλωμα και τα watt (W) είναι το συνολικό ηλεκτρικό ισχύς που απελευθερώνεται από το κύκλωμα ανά δευτερόλεπτο. Ένα watt είναι ίσο με ένα βολτ πολλαπλασιασμένο με έναν ενισχυτή, το οποίο μπορεί επίσης να εκφραστεί ως
1 W = 1 V × 1 A
Μια κοινή αναλογία που χρησιμοποιείται για την απεικόνιση αυτών των όρων είναι αυτή του εύκαμπτου σωλήνα κήπου. Τα ενισχυτικά αντιπροσωπεύουν τον ρυθμό του νερού καθώς ρέει μέσα από τον εύκαμπτο σωλήνα, ενώ τα βολτ αντιπροσωπεύουν την ισχύ της ροής και η ισχύς αντιπροσωπεύει τη συνολική ποσότητα νερού που βγαίνει από τον εύκαμπτο σωλήνα ανά δευτερόλεπτο.
Σε σχέση με τα Ohms
Μια άλλη στενά συνδεδεμένη μέτρηση είναι τα Ωμ (Ω), που είναι μια μονάδα ηλεκτρικής αντίστασης. Επιστρέφοντας στην αναλογία του εύκαμπτου σωλήνα κήπου, εάν ο σωλήνας έχει μεγαλύτερη διάμετρο, θα μπορεί να ρέει περισσότερο νερό. Ένα κύκλωμα με υψηλό βαθμό αντίστασης, εκφρασμένο σε ohms, μπορεί να μεταφέρει λιγότερους αμπέρ από ένα με χαμηλότερη αντίσταση, ανεξάρτητα από την τάση. Εάν μια υψηλή τάση συναντήσει υψηλή αντίσταση, η ποσότητα του πιθανού ρεύματος στο κύκλωμα θα είναι πολύ χαμηλή — δεν θα περάσει πολύ νερό από έναν στενό σωλήνα, ανεξάρτητα από το πόσο υψηλή είναι η πίεση. Οι άνθρωποι συχνά εκφράζουν τη σχέση μεταξύ ρεύματος και αντίστασης ως νόμος του Ohm:
A – V/Ω
Στα Ηλεκτρικά Κυκλώματα
Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν όλες αυτές τις μετρήσεις όταν εργάζονται με ηλεκτρικά κυκλώματα. Στην πιο βασική τους μορφή, τα ηλεκτρικά κυκλώματα αποτελούνται από μια πηγή τάσης με θετικό και αρνητικό ακροδέκτη, όπως μια μπαταρία. ένα φορτίο; και δύο καλώδια που συνδέουν τα δύο. Όταν ένα ρεύμα (Α) ρέει έξω από τον αρνητικό ακροδέκτη μιας πηγής τάσης (V), ρέει προς το θετικό μέσω των καλωδίων. Εάν συναντήσει ένα φορτίο στη μέση, όπως ένας κινητήρας ή ένας λαμπτήρας, ρέει μέσα από αυτό, απελευθερώνοντας ισχύ (W), με τη μορφή φωτός ή εργασίας. Το φορτίο παρέχει επίσης αντίσταση (Ω), η οποία κάνει το ρεύμα να ρέει πιο αργά.
Πρακτικές Εφαρμογές
Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο αυτοί οι όροι σχετίζονται μεταξύ τους μπορεί να είναι χρήσιμη τόσο για την εκτέλεση βασικών ηλεκτρικών εργασιών όσο και για τον προσδιορισμό του εάν ένας υπάρχων ηλεκτρικός πίνακας μπορεί να υποστηρίξει μια άλλη συσκευή. Ενώ τα watt είναι μεταβλητά, η τάση είναι γενικά σταθερή, με τις ΗΠΑ να έχουν ένα πρότυπο 120 volt. Μια συσκευή που χρησιμοποιεί μεγάλη ποσότητα ρεύματος, όπως μια ηλεκτρική κουζίνα, μπορεί να χρειαστεί να βρίσκεται σε ξεχωριστό κύκλωμα με υψηλότερη τάση. Αυτό συμβαίνει επειδή απαιτεί υψηλότερη ισχύ, που σημαίνει ότι καταναλώνει περισσότερο ρεύμα ανά μονάδα χρόνου από άλλες συσκευές, επομένως χρειάζεται περισσότερη τάση. Χωρίς την υψηλότερη τάση, δεν θα λειτουργούσε, γιατί θα είχε λιμοκτονήσει για το ρεύμα που χρειαζόταν για να μπορέσει να λειτουργήσει.
Η κατανόηση της σχέσης μεταξύ των διαφόρων όρων ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί επίσης να βοηθήσει τους καταναλωτές να αξιολογήσουν τους μηνιαίους λογαριασμούς ρεύματος. Η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας μετριέται σε watt, ή watt-h, και οι εταιρείες ηλεκτρικής ενέργειας μετρούν και τιμολογούν την κατανάλωση σε κιλοβατώρες, που ισοδυναμεί με τη χρήση 1000 watt ισχύος για μία ώρα. Πολλά νοικοκυριά χρησιμοποιούν εκατοντάδες κιλοβατώρες κάθε μήνα.
Ο αριθμός των κιλοβάτ που χρεώνεται σε κάθε νοικοκυριό συνδέεται με βολτ και αμπέρ. Τα βολτ παραμένουν σταθερά, αλλά οι ενισχυτές αλλάζουν ανάλογα με τη ζήτηση ρεύματος. Όταν οι άνθρωποι ενεργοποιούν περισσότερες συσκευές ή τις λειτουργούν για μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα, αυξάνουν τη ζήτηση ρεύματος, το οποίο με τη σειρά του αυξάνει τα συνολικά βατ που καταναλώνονται. Με τη λειτουργία λιγότερων συσκευών ή τη μετάβαση σε πιο αποδοτικές συσκευές που απαιτούν λιγότερο ρεύμα, οι άνθρωποι μπορούν να μειώσουν τον αριθμό των κιλοβάτ που καταναλώνονται και να μειώσουν τους λογαριασμούς ενέργειας.