Ampere, volt och watt är alla sätt att mäta olika aspekter av elektricitet. En ampere, eller amp (A eller I, för ström), är mängden ström i en krets, medan spänning (V) är styrkan på strömmen när den flyter genom kretsen, och watt (W) är den totala elektriska ström som frigörs av kretsen per sekund. En watt är lika med en volt multiplicerat med en ampere, vilket också kan uttryckas som
1 W = 1 V × 1 A
En vanlig analogi som används för att illustrera dessa termer är en trädgårdsslang. Ampere representerar hastigheten på vattnet när det strömmar genom slangen, medan volt representerar styrkan på flödet, och watttalet representerar den totala mängden vatten som kommer ut ur slangen per sekund.
När det gäller Ohms
En annan närbesläktad mätning är ohm (Ω), som är en enhet för elektriskt motstånd. Om vi går tillbaka till trädgårdsslangsanalogin, om slangen har en större diameter kommer mer vatten att kunna rinna igenom. En krets med hög resistans, uttryckt i ohm, kan bära färre ampere än en med lägre resistans, oavsett spänning. Om en hög spänning stöter på högt motstånd, kommer mängden möjlig ström i kretsen att vara mycket låg – inte mycket vatten kommer att komma genom en smal slang, oavsett hur högt trycket är. Människor uttrycker ofta förhållandet mellan ström och motstånd som Ohms lag:
A – V/Ω
I elektriska kretsar
Forskare använder alla dessa mätningar när de arbetar med elektriska kretsar. I sin mest grundläggande form består elektriska kretsar av en spänningskälla med en positiv och negativ pol, som ett batteri; en last; och två ledningar som förbinder de två. När en ström (A) rinner ut från den negativa terminalen på en spänningskälla (V), flyter den mot den positiva genom ledningarna. Om den stöter på en belastning i mitten, som en motor eller glödlampa, rinner den genom den och släpper ut kraft (W), i form av ljus eller arbete. Belastningen ger också motstånd (Ω), vilket gör att strömmen flyter långsammare.
Praktiska tillämpningar
Att förstå hur dessa termer relaterar till varandra kan vara användbart både för att utföra grundläggande elarbete och avgöra om en befintlig elpanel kan stödja en annan apparat. Medan watt kan ändras, är spänningen i allmänhet fast, med USA som har en 120-volts standard. En apparat som använder en stor mängd ström, till exempel en elektrisk spis, kan behöva stå på en separat krets med högre spänning. Detta beror på att den kräver en högre watt, vilket innebär att den använder mer ström per tidsenhet än andra apparater, så den behöver mer spänning. Utan den högre spänningen skulle den inte fungera, eftersom den skulle svältas efter den ström som den behövde för att kunna fungera.
Att förstå sambandet mellan olika elektriska termer kan också hjälpa konsumenter att utvärdera månatliga elräkningar. Elförbrukningen mäts i watt, eller wattimmar, och kraftbolagen mäter och fakturerar förbrukningen i kilowattimmar, vilket motsvarar att använda 1000 watt effekt under en timme. Många hushåll använder hundratals kilowattimmar varje månad.
Antalet kilowatt som faktureras varje hushåll är kopplat till volt och ampere. Volt förblir konstant, men ampere ändras baserat på efterfrågan på ström. När människor sätter på fler apparater eller kör dem under längre perioder ökar efterfrågan på ström, vilket i sin tur ökar den totala förbrukningen av watt. Genom att köra färre apparater eller byta till mer effektiva enheter som kräver mindre ström kan människor minska antalet kilowatt som förbrukas och minska energikostnaderna.