SfC Home > Fysik > Elektricitet >
av Ron Kurtus (reviderad 23 oktober 2019)
De grundläggande enheterna i en enkel elektrisk krets är ampere, volt och ohm.
En enkel krets består vanligtvis av en spänningsförsörjning, metalltrådar som leder den elektriska strömmen och ett eller flera motstånd som gör motstånd mot att strömmen leds. Strömmen kan vara likström (DC) eller växelström (AC), och det bör inte finnas några ytterligare anordningar som påverkar strömmen.
Enheten för elektrisk ström – ampere – är en grundläggande enhet enligt internationell standard (SI). Spänningsenheten och motståndsenheten härleds från ampere och andra standardenheter. Tyvärr har den internationella kommittén av forskare gjort definitionerna mer komplicerade än de behöver vara.
Frågor som du kan ha är bland annat:
- Vad är definitionen av en ampere?
- Vad är en volt?
- Vad är enheten för resistans?
Denna lektion kommer att besvara dessa frågor. Användbart verktyg: Omvandling av enheter
Ampere
Ampere (A) är en grundläggande SI-enhet för elektrisk ström. Den kan definieras som mängden elektrisk laddning eller antalet elektroner som passerar en punkt i en krets under en sekund. En ampere motsvarar 6,241*1018 elektroner som passerar en punkt per sekund eller en coulomb per sekund. (Coulomb (C) är SI-enheten för elektrisk laddning.)
Den officiella SI-definitionen av en ampere är något bisarr:
”Ampere är den konstanta ström som, om den upprätthålls i två raka parallella ledare av oändlig längd, med försumbart cirkulärt tvärsnitt och placerade en meter från varandra i vakuum, skulle ge upphov till en kraft mellan dessa ledare som är lika med 2*10-7 newton per längdmeter.”
Anm.: Min åsikt är att det inte är praktiskt möjligt att kräva en ledare med oändlig längd och ”försumbart” tvärsnitt, och att den inte hör hemma i en standarddefinition. Dessutom finns det outtalade implikationer av förhållandet mellan kraften mellan två trådar och strömmen som bör uttryckas.
Då A är en grundläggande SI-enhet uttrycks den inte i termer av andra enheter.
Volt
Volta (V) är den härledda SI-enheten för den elektriska potentialen eller elektromotoriska kraften som gör att elektronerna rör sig. Eftersom en elkälla skapar energi kan en volt definieras som den potentialskillnad mellan två punkter i en elektrisk krets som ger en joule (J) energi per coulomb (C) laddning som passerar genom den.
V = J/C
Spänningen kan också anges som den elektriska potentialen längs en tråd när en elektrisk ström på en ampere förslösar en watt (W) effekt (W = J/s).
V = W/A
En volt kan anges i SI-basenheterna som 1 V = 1 kg m2 s-3 A-1 (ett kilo meter i kvadrat per sekund kubik per ampere).
Med tanke på den officiella SI-definitionen av en ampere är en volt också lika med potentialskillnaden mellan två parallella, oändliga plan med 1 meters mellanrum som skapar ett elektriskt fält på 1 newton per coulomb.
Ohm
Ohm (Ω) är enheten för elektriskt motstånd i en krets. Den definieras som ett motstånd mellan två punkter i en ledare när en konstant potentialskillnad på 1 volt (V), som appliceras på dessa punkter, producerar i ledaren en ström på 1,0 ampere (A), förutsatt att ledaren inte är källan till någon elektromotorisk kraft, till exempel i ett batteri.
Ω = V/A
Bemärk att detta också är ekvationen för Ohm’s lag.
Ange resistansen i termer av grundläggande SI-enheter:
Ω = kg m2 s-3 A-2
Den elektriska resistansen är också en funktion av ledningens tvärsnitt, liksom av dess temperatur.
Sammanfattning
Ampere (A) är en grundläggande SI-enhet som består av mängden elektrisk laddning eller antalet elektroner som passerar en punkt i en elektrisk krets på en sekund. Volt (V) är den elektriska potential som får elektroner att röra sig genom en tråd. Det är en joule energi per coulomb laddning. The ohm (Ω) is the unit of electric resistance equal to the 1 volt divided by 1 ampere.
Excel in what you do
Resources and references
Ron Kurtus’ Credentials
Websites
Unit of electric current (ampere) – National Institute of Standards and Technology (NIST)
Ampere – Wikipedia
Coulomb Force – Wolfram Science World
Coulomb – Wikipedia
Voltage – HyperPhysics
Electric Potential Difference – Physics Classroom
Volt – Wikipedia
Ohm – Wikipedia
DC and AC Electricity Resources
Physics Resources
Books
Teach Yourself Electricity and Electronics by Stan Gibilisco; McGraw-Hill; (2001) $34.95 – Guide for professionals, hobbyists and technicians desiring to learn AC and DC circuits
Questions and comments
Do you have any questions, comments, or opinions on this subject? If so, send an email with your feedback. I will try to get back to you as soon as possible.
Click on a button to bookmark or share this page through Twitter, Facebook, email, or other services: