የኤሌክትሪክ ጅረት መለወጫ
የኤሌክትሪክ ፍሰት — ከነርቭ ሴሎች እስከ መብረቅ
በኤሌክትሮኒክስ፣ በኃይል ሥርዓቶች እና በፊዚክስ ውስጥ የኤሌክትሪክ ፍሰት አሃዶችን ይቆጣጠሩ። ከማይክሮአምፕ እስከ ሜጋአምፕ ድረስ፣ በ30 የክብደት ደረጃዎች ላይ ያለውን የፍሰት መጠን ይረዱ — ከአንድ ኤሌክትሮን ዋሻ እስከ መብረቅ ድረስ። የ2019 የአምፔርን የኳንተም ዳግም ፍቺ እና የእውነተኛው ዓለም አተገባበርን ያስሱ።
የኤሌክትሪክ ፍሰት መሠረቶች
ፍሰት ምንድነው?
የኤሌክትሪክ ፍሰት የክፍያ እንቅስቃሴ ነው፣ ልክ እንደ ውሃ በቧንቧ እንደሚፈስ። ከፍተኛ ፍሰት = በሰከንድ የበለጠ ክፍያ። በአምፔር (A) ይለካል። አቅጣጫ: ከአዎንታዊ ወደ አሉታዊ (የተለመደ)፣ ወይም የኤሌክትሮን ፍሰት (ከአሉታዊ ወደ አዎንታዊ)።
- 1 አምፔር = በሰከንድ 1 ኩሎምብ (1 A = 1 C/s)
- ፍሰት የፍሰት መጠን ነው፣ መጠን አይደለም
- DC ፍሰት: ቋሚ አቅጣጫ (ባትሪዎች)
- AC ፍሰት: ተለዋዋጭ አቅጣጫ (የግድግዳ ኃይል)
ፍሰት vs ቮልቴጅ vs ክፍያ
ክፍያ (Q) = የኤሌክትሪክ መጠን (ኩሎምቦች)። ፍሰት (I) = የክፍያ የፍሰት መጠን (አምፔር)። ቮልቴጅ (V) = ክፍያን የሚገፋ ግፊት። ኃይል (P) = V × I (ዋት)። ሁሉም የተገናኙ ናቸው ግን የተለያዩ ናቸው!
- ክፍያ Q = መጠን (ኩሎምቦች)
- ፍሰት I = የፍሰት መጠን (አምፔር = C/s)
- ቮልቴጅ V = የኤሌክትሪክ ግፊት (ቮልት)
- ፍሰት ከከፍተኛ ወደ ዝቅተኛ ቮልቴጅ ይፈሳል
የተለመደ vs የኤሌክትሮን ፍሰት
የተለመደ ፍሰት: ከአዎንታዊ ወደ አሉታዊ (ታሪካዊ)። የኤሌክትሮን ፍሰት: ከአሉታዊ ወደ አዎንታዊ (እውነተኛ)። ሁለቱም ይሰራሉ! ኤሌክትሮኖች በእውነቱ ይንቀሳቀሳሉ፣ ግን የተለመደውን አቅጣጫ እንጠቀማለን። ስሌቶችን አይጎዳም።
- የተለመደ: ከ + ወደ - (በስዕላዊ መግለጫዎች ውስጥ መደበኛ)
- የኤሌክትሮን ፍሰት: ከ - ወደ + (አካላዊ እውነታ)
- ሁለቱም ተመሳሳይ መልሶችን ይሰጣሉ
- ለውረዳ ትንተና የተለመደውን ይጠቀሙ
- ፍሰት = የክፍያ የፍሰት መጠን (1 A = 1 C/s)
- ቮልቴጅ ፍሰት እንዲፈስ ያደርጋል (እንደ ግፊት)
- ከፍተኛ ፍሰት = በሰከንድ የበለጠ ክፍያ
- ኃይል = ቮልቴጅ × ፍሰት (P = VI)
የፍሰት ልኬት ታሪካዊ ዝግመተ ለውጥ
የጥንት የኤሌክትሪክ ግኝቶች (1600-1830)
ፍሰትን እንደ ክፍያ እንቅስቃሴ ከመረዳታቸው በፊት፣ ሳይንቲስቶች የቆመ ኤሌክትሪክን እና ሚስጥራዊ 'የኤሌክትሪክ ፈሳሾችን' ያጠኑ ነበር። የባትሪ አብዮት ለመጀመሪያ ጊዜ ቀጣይነት ያለው ፍሰት እንዲኖር አስችሏል።
- 1600: ዊልያም ጊልበርት ኤሌክትሪክን ከማግኔቲዝም ለይቷል፣ 'ኤሌክትሪክ' የሚለውን ቃል ፈጠረ
- 1745: የላይደን ጀር ተፈጠረ — የመጀመሪያው ካፓሲተር፣ የቆመ ክፍያ ያከማቻል
- 1800: አሌሳንድሮ ቮልታ የቮልታይክ ክምርን ፈጠረ — የመጀመሪያው ባትሪ፣ የመጀመሪያው ቀጣይነት ያለው የፍሰት ምንጭ
- 1820: ሃንስ ክርስቲያን ኦርስቴድ ፍሰት መግነጢሳዊ መስክ እንደሚፈጥር አገኘ — ኤሌክትሪክን እና ማግኔቲዝምን አገናኘ
- 1826: ጆርጅ ኦም V = IR ን አሳተመ — ለፍሰት የመጀመሪያው የሂሳብ ግንኙነት
- 1831: ማይክል ፋራዳይ የኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽንን አገኘ — የሚለዋወጡ መስኮች ፍሰት ይፈጥራሉ
የአምፔር ፍቺ ዝግመተ ለውጥ (1881-2019)
የአምፔር ፍቺ ከተግባራዊ ስምምነቶች ወደ መሠረታዊ ቋሚዎች ተሻሽሏል፣ ይህም የኤሌክትሮማግኔቲዝምን እና የኳንተም ፊዚክስን ጥልቅ ግንዛቤያችንን ያንጸባርቃል።
- 1881: የመጀመሪያው ዓለም አቀፍ የኤሌክትሪክ ኮንግረስ 'ተግባራዊ አምፔር' ለንግድ አገልግሎት ገለጸ
- 1893: የቺካጎ የዓለም ትርዒት — አምፔርን ለ AC/DC ልኬቶች ደረጃውን የጠበቀ አደረገ
- 1948: CGPM አምፔርን በትይዩ አስተላላፊዎች መካከል ካለው ኃይል ገለጸ: 2×10⁻⁷ N/m ኃይል በ1 ሜትር ልዩነት
- ችግር: ፍጹም ትይዩ ሽቦዎችን ይፈልግ ነበር፣ በተግባር ለማሳካት አስቸጋሪ ነበር
- 1990ዎቹ: የኳንተም ሆል ውጤት እና የጆሴፍሰን መጋጠሚያዎች ይበልጥ ትክክለኛ ልኬቶችን አስችለዋል
- 2018: CGPM አምፔርን ከመሠረታዊ ክፍያ እንደገና ለመግለጽ ድምጽ ሰጠ
2019 የኳንተም አብዮት — የመሠረታዊ ክፍያ ፍቺ
በግንቦት 20, 2019, አምፔር በመሠረታዊ ክፍያ (e) ላይ በመመስረት እንደገና ተገለጸ፣ ይህም በተገቢው የኳንተም መሣሪያ በማንኛውም ቦታ እንዲባዛ አድርጎታል። ይህ በኃይል ላይ የተመሠረተውን የ71 ዓመት ፍቺ አብቅቷል።
- አዲስ ፍቺ: 1 A = (e / 1.602176634×10⁻¹⁹) ኤሌክትሮኖች በሰከንድ
- መሠረታዊ ክፍያ e አሁን በፍቺው ትክክለኛ ነው (ምንም እርግጠኛ አለመሆን የለም)
- 1 አምፔር = በሰከንድ የ 6.241509074×10¹⁸ መሠረታዊ ክፍያዎች ፍሰት
- የኳንተም ፍሰት ደረጃዎች: ነጠላ-ኤሌክትሮን ዋሻ መሳሪያዎች ነጠላ ኤሌክትሮኖችን ይቆጥራሉ
- የጆሴፍሰን መጋጠሚያዎች: ከመሠረታዊ ቋሚዎች ትክክለኛ AC ፍሰቶችን ያመነጫሉ
- ውጤት: የኳንተም መሣሪያ ያለው ማንኛውም ላብራቶሪ አምፔርን በተናጥል ሊገነዘብ ይችላል
የ2019 ዳግም ፍቺ ከተግባራዊ ስምምነቶች እስከ ኳንተም ትክክለኛነት ድረስ የ138 ዓመታት እድገትን ይወክላል፣ ይህም የቀጣይ ትውልድ ኤሌክትሮኒክስን እና የልኬት ሳይንስን ያስችላል።
- ናኖቴክኖሎጂ: በኳንተም ኮምፒውተሮች፣ በነጠላ-ኤሌክትሮን ትራንዚስተሮች ውስጥ የኤሌክትሮን ፍሰት ትክክለኛ ቁጥጥር
- ሜትሮሎጂ: ብሔራዊ ላብራቶሪዎች አምፔርን ያለማጣቀሻ ቁሶች በተናጥል ሊገነዘቡ ይችላሉ
- ኤሌክትሮኒክስ: ለሴሚኮንዳክተሮች፣ ለሴንሰሮች፣ ለኃይል ሥርዓቶች የተሻሉ የመለኪያ ደረጃዎች
- ሕክምና: ለተተከሉ አካላት፣ ለአእምሮ-ኮምፒውተር መገናኛዎች፣ ለምርመራ መሣሪያዎች ይበልጥ ትክክለኛ ልኬቶች
- መሠረታዊ ፊዚክስ: ሁሉም የ SI አሃዶች አሁን ከተፈጥሮ ቋሚዎች ተገልጸዋል — ምንም የሰው ሰራሽ ቁሶች የሉም
የማስታወሻ መሳሪያዎች እና ፈጣን የመቀየሪያ ዘዴዎች
ቀላል የአዕምሮ ስሌት
- የ1000 ኃይል ደንብ: እያንዳንዱ የ SI ቅድመ ቅጥያ = ×1000 ወይም ÷1000 (kA → A → mA → µA → nA)
- ከ mA ወደ A አቋራጭ: በ1000 ማካፈል → 250 mA = 0.25 A (አስርዮሽ ነጥብ 3 ወደ ግራ ማንቀሳቀስ)
- ከ A ወደ mA አቋራጭ: በ1000 ማባዛት → 1.5 A = 1500 mA (አስርዮሽ ነጥብ 3 ወደ ቀኝ ማንቀሳቀስ)
- ፍሰት ከኃይል: I = P / V → 60W አምፖል በ 120V = 0.5 A
- የኦም ህግ ዘዴ: I = V / R → 12V ÷ 4Ω = 3 A (ቮልቴጅ በተቃውሞ የተካፈለ)
- የማንነት ልወጣዎች: 1 A = 1 C/s = 1 W/V (ሁሉም በትክክል እኩል ናቸው)
ወሳኝ የደህንነት ማስታወሻ መሳሪያዎች
የሚገድለው ፍሰት ነው፣ ቮልቴጅ አይደለም። እነዚህ የደህንነት ገደቦች ህይወትዎን ሊያድኑ ይችላሉ — በቃላችሁ ያዟቸው።
- 1 mA (60 Hz AC): የመደንዘዝ ስሜት፣ የማስተዋል ገደብ
- 5 mA: ከፍተኛ 'ደህንነቱ የተጠበቀ' ፍሰት፣ መልቀቅ የማይቻልበት ገደብ ይቀርባል
- 10-20 mA: የጡንቻ ቁጥጥር ማጣት፣ መልቀቅ አለመቻል (የተያዘውን ነገር መያዝ)
- 50 mA: ከባድ ህመም፣ የመተንፈስ ችግር ሊከሰት ይችላል
- 100-200 mA: የልብ ክፍል መንቀጥቀጥ (ልብ ይቆማል)፣ ብዙውን ጊዜ ገዳይ ነው
- 1-5 A: ቀጣይነት ያለው የልብ ክፍል መንቀጥቀጥ፣ ከባድ ቃጠሎ፣ የልብ ድካም
- ያስታውሱ: AC በተመሳሳይ የፍሰት ደረጃ ከ DC ከ3-5 ጊዜ የበለጠ አደገኛ ነው
ተግባራዊ የወረዳ ቀመሮች
- የኦም ህግ: I = V / R (ፍሰትን ከቮልቴጅ እና ተቃውሞ ማግኘት)
- የኃይል ቀመር: I = P / V (ፍሰትን ከኃይል እና ቮልቴጅ ማግኘት)
- ተከታታይ ወረዳዎች: በሁሉም ቦታ ተመሳሳይ ፍሰት (I₁ = I₂ = I₃)
- ትይዩ ወረዳዎች: ፍሰቶች በመጋጠሚያዎች ላይ ይደመራሉ (I_total = I₁ + I₂ + I₃)
- LED የፍሰት መገደብ: R = (V_supply - V_LED) / I_LED
- የሽቦ መለኪያ ደንብ: 15A ቢያንስ 14 AWG ያስፈልገዋል፣ 20A ቢያንስ 12 AWG ያስፈልገዋል
- ፍሰትን ከቮልቴጅ ጋር ማደባለቅ: ቮልቴጅ ግፊት ነው፣ ፍሰት የፍሰት መጠን ነው — የተለያዩ ጽንሰ-ሐሳቦች ናቸው!
- የሽቦ ደረጃዎችን ማለፍ: ቀጭን ሽቦዎች ይሞቃሉ፣ መከላከያ ይቀልጣል፣ እሳት ያስከትላሉ — የ AWG ሰንጠረዦችን ይመልከቱ
- ፍሰትን በስህተት መለካት: አምፔርሜትር በተከታታይ ይገባል (ወረዳውን ይሰብራል)፣ ቮልትሜትር በትይዩ ይገባል
- የ AC RMS ን ከከፍተኛው ጋር ችላ ማለት: 120V AC RMS ≠ 120V ከፍተኛ (በእውነቱ 170V)። ለስሌቶች RMS ይጠቀሙ
- አጭር ወረዳዎች: ዜሮ ተቃውሞ = በንድፈ-ሀሳብ ገደብ የለሽ ፍሰት = እሳት/ፍንዳታ/ጉዳት
- የ LED ቮልቴጅ ፍሰትን እንደሚወስን ማሰብ: LEDs የፍሰት-ገዳቢ ተቃዋሚዎች ወይም ቋሚ-ፍሰት አንቀሳቃሾች ያስፈልጋቸዋል
የፍሰት ልኬት: ከአንድ ኤሌክትሮን እስከ መብረቅ
| ልኬት / ፍሰት | ተወካይ አሃዶች | የተለመዱ አተገባበሮች | የእውነተኛው ዓለም ምሳሌዎች |
|---|---|---|---|
| 0.16 aA | አቶአምፔር (aA) | ነጠላ-ኤሌክትሮን ዋሻ፣ ንድፈ-ሀሳባዊ የኳንተም ገደብ | በሰከንድ 1 ኤሌክትሮን ≈ 0.16 aA |
| 1-10 pA | ፒኮአምፔር (pA) | የአዮን ሰርጦች፣ የዋሻ ማይክሮስኮፒ፣ ሞለኪውላዊ ኤሌክትሮኒክስ | የባዮሎጂካል ሽፋን የአዮን ሰርጥ ፍሰቶች |
| ~10 nA | ናኖአምፔር (nA) | የነርቭ ግፊቶች፣ እጅግ ዝቅተኛ ኃይል ያላቸው ሴንሰሮች፣ የባትሪ መፍሰስ | በነርቮች ውስጥ የድርጊት አቅም ከፍተኛ |
| 10-100 µA | ማይክሮአምፔር (µA) | የሰዓት ባትሪዎች፣ ትክክለኛ መሣሪያዎች፣ ባዮሎጂካዊ ምልክቶች | የተለመደው የሰዓት ፍሰት ፍጆታ |
| 2-20 mA | ሚሊአምፔር (mA) | LEDs፣ ሴንሰሮች፣ ዝቅተኛ ኃይል ያላቸው ወረዳዎች፣ የ Arduino ፕሮጀክቶች | መደበኛ የ LED አመልካች (20 mA) |
| 0.5-5 A | አምፔር (A) | የሸማች ኤሌክትሮኒክስ፣ የ USB ባትሪ መሙላት፣ የቤት ዕቃዎች | ፈጣን የ USB-C ባትሪ መሙላት (3 A)፣ የላፕቶፕ ኃይል (4 A) |
| 15-30 A | አምፔር (A) | የቤት ውስጥ ወረዳዎች፣ ዋና ዋና የቤት ዕቃዎች፣ የኤሌክትሪክ ተሽከርካሪ ባትሪ መሙላት | መደበኛ የወረዳ ተላላፊ (15 A)፣ የ EV ደረጃ 2 ቻርጀር (32 A) |
| 100-400 A | አምፔር (A) | የቅስት ብየዳ፣ የመኪና አስጀማሪዎች፣ የኢንዱስትሪ ሞተሮች | የዱላ ብየዳ (100-400 A)፣ የመኪና አስጀማሪ ሞተር (200-400 A) |
| 1-100 kA | ኪሎአምፔር (kA) | መብረቅ፣ የቦታ ብየዳ፣ ትላልቅ ሞተሮች፣ የባቡር ሥርዓቶች | አማካይ የመብረቅ ብልጭታ (20-30 kA)፣ የቦታ ብየዳ ምቶች |
| 1-3 MA | ሜጋአምፔር (MA) | የኤሌክትሮማግኔቲክ የባቡር ጠመንጃዎች፣ የውህደት ሬአክተሮች፣ ከፍተኛ ፊዚክስ | የባቡር ጠመንጃ ፕሮጀክት ማፋጠን (1-3 MA ለማይክሮሴኮንዶች) |
የአሃድ ሥርዓቶች ተብራርተዋል
የ SI አሃዶች — አምፔር
አምፔር (A) ለፍሰት የ SI መሠረታዊ አሃድ ነው። ከሰባቱ መሠረታዊ የ SI አሃዶች አንዱ ነው። ከ2019 ጀምሮ ከመሠረታዊ ክፍያ ተገልጿል። ከአቶ እስከ ሜጋ ያሉ ቅድመ ቅጥያዎች ሁሉንም ክልሎች ይሸፍናሉ።
- 1 A = 1 C/s (ትክክለኛ ፍቺ)
- kA ለከፍተኛ ኃይል (ብየዳ፣ መብረቅ)
- mA, µA ለኤሌክትሮኒክስ፣ ሴንሰሮች
- fA, aA ለኳንተም፣ ነጠላ-ኤሌክትሮን መሳሪያዎች
የፍቺ አሃዶች
C/s እና W/V በፍቺ ከአምፔር ጋር እኩል ናቸው። C/s የክፍያ ፍሰትን ያሳያል። W/V ፍሰትን ከኃይል/ቮልቴጅ ያሳያል። ሦስቱም ተመሳሳይ ናቸው።
- 1 A = 1 C/s (ፍቺ)
- 1 A = 1 W/V (ከ P = VI)
- ሦስቱም ተመሳሳይ ናቸው
- በፍሰት ላይ የተለያዩ አመለካከቶች
የቆዩ የ CGS አሃዶች
አብአምፔር (EMU) እና ስታታምፔር (ESU) ከድሮው የ CGS ሥርዓት የመጡ ናቸው። ባዮት = አብአምፔር። ዛሬ ብርቅ ናቸው ግን በድሮ የፊዚክስ መጻሕፍት ውስጥ ይገኛሉ። 1 abA = 10 A; 1 statA ≈ 3.34×10⁻¹⁰ A.
- 1 አብአምፔር = 10 A (EMU)
- 1 ባዮት = 10 A (እንደ አብአምፔር ተመሳሳይ)
- 1 ስታታምፔር ≈ 3.34×10⁻¹⁰ A (ESU)
- ጊዜ ያለፈባቸው፤ የ SI አምፔር መደበኛ ነው
የፍሰት ፊዚክስ
የኦም ህግ
I = V / R (ፍሰት = ቮልቴጅ ÷ ተቃውሞ)። ቮልቴጅን እና ተቃውሞን ካወቁ፣ ፍሰትን ያግኙ። የሁሉም የወረዳ ትንተና መሠረት ነው። ለተቃዋሚዎች ቀጥተኛ ነው።
- I = V / R (ፍሰት ከቮልቴጅ)
- V = I × R (ቮልቴጅ ከፍሰት)
- R = V / I (ተቃውሞ ከልኬቶች)
- የኃይል ብክነት: P = I²R
የኪርቾፍ የፍሰት ህግ
በማንኛውም መጋጠሚያ ላይ፣ የገባው ፍሰት = የወጣው ፍሰት። Σ I = 0 (የፍሰቶች ድምር = ዜሮ)። ክፍያ ይጠበቃል። ትይዩ ወረዳዎችን ለመተንተን አስፈላጊ ነው።
- ΣI = 0 በማንኛውም ኖድ ላይ
- የገባው ፍሰት = የወጣው ፍሰት
- የክፍያ ጥበቃ
- ውስብስብ ወረዳዎችን ለመፍታት ያገለግላል
ማይክሮስኮፒክ ምስል
ፍሰት = የክፍያ ተሸካሚዎች የመንሸራተት ፍጥነት። በብረቶች ውስጥ: ኤሌክትሮኖች ቀስ ብለው ይንቀሳቀሳሉ (~mm/s) ግን ምልክቱ በብርሃን ፍጥነት ይተላለፋል። የተሸካሚዎች ቁጥር × ፍጥነት = ፍሰት።
- I = n × q × v × A (ማይክሮስኮፒክ)
- n = የተሸካሚዎች ብዛት፣ v = የመንሸራተት ፍጥነት
- ኤሌክትሮኖች ቀስ ብለው ይንቀሳቀሳሉ፣ ምልክቱ ፈጣን ነው
- በሴሚኮንዳክተሮች ውስጥ: ኤሌክትሮኖች + ቀዳዳዎች
የፍሰት መለኪያዎች
| አውድ | ፍሰት | ማስታወሻዎች |
|---|---|---|
| ነጠላ ኤሌክትሮን | ~0.16 aA | በሰከንድ 1 ኤሌክትሮን |
| የአዮን ሰርጥ | ~1-10 pA | የባዮሎጂካል ሽፋን |
| የነርቭ ግፊት | ~10 nA | የድርጊት አቅም ከፍተኛ |
| የ LED አመልካች | 2-20 mA | ዝቅተኛ ኃይል LED |
| USB 2.0 | 0.5 A | መደበኛ የ USB ኃይል |
| የስልክ ባትሪ መሙላት | 1-3 A | ፈጣን ባትሪ መሙላት የተለመደ |
| የቤት ውስጥ ወረዳ | 15 A | መደበኛ ተላላፊ (አሜሪካ) |
| የኤሌክትሪክ መኪና ባትሪ መሙላት | 32-80 A | ደረጃ 2 የቤት ቻርጀር |
| የቅስት ብየዳ | 100-400 A | የዱላ ብየዳ የተለመደ |
| የመኪና አስጀማሪ ሞተር | 100-400 A | ከፍተኛ የማስነሻ ፍሰት |
| የመብረቅ ብልጭታ | 20-30 kA | አማካይ ብልጭታ |
| የቦታ ብየዳ | 1-100 kA | አጭር ምት |
| ንድፈ-ሀሳባዊ ከፍተኛ | >1 MA | የባቡር ጠመንጃዎች፣ ከፍተኛ ፊዚክስ |
የተለመዱ የፍሰት ደረጃዎች
| መሳሪያ / አውድ | የተለመደ ፍሰት | ቮልቴጅ | ኃይል |
|---|---|---|---|
| የሰዓት ባትሪ | 10-50 µA | 3V | ~0.1 mW |
| የ LED አመልካች | 10-20 mA | 2V | 20-40 mW |
| Arduino/MCU | 20-100 mA | 5V | 0.1-0.5 W |
| USB አይጥ/የቁልፍ ሰሌዳ | 50-100 mA | 5V | 0.25-0.5 W |
| የስልክ ባትሪ መሙላት (ቀርፋፋ) | 1 A | 5V | 5 W |
| የስልክ ባትሪ መሙላት (ፈጣን) | 3 A | 9V | 27 W |
| ላፕቶፕ | 3-5 A | 19V | 60-100 W |
| ዴስክቶፕ ፒሲ | 5-10 A | 12V | 60-120 W |
| ማይክሮዌቭ | 10-15 A | 120V | 1200-1800 W |
| የኤሌክትሪክ መኪና ባትሪ መሙላት | 32 A | 240V | 7.7 kW |
የእውነተኛው ዓለም አተገባበሮች
የሸማች ኤሌክትሮኒክስ
USB: 0.5-3 A (ከመደበኛ እስከ ፈጣን ባትሪ መሙላት)። የስልክ ባትሪ መሙላት: 1-3 A የተለመደ። ላፕቶፕ: 3-5 A. LED: 20 mA የተለመደ። አብዛኛዎቹ መሳሪያዎች ከ mA እስከ A ክልል ይጠቀማሉ።
- USB 2.0: 0.5 A ከፍተኛ
- USB 3.0: 0.9 A ከፍተኛ
- USB-C PD: እስከ 5 A (100W @ 20V)
- ፈጣን የስልክ ባትሪ መሙላት: 2-3 A የተለመደ
የቤት ውስጥ እና የኃይል
የቤት ውስጥ ወረዳዎች: 15-20 A ተላላፊዎች (አሜሪካ)። አምፖል: 0.5-1 A. ማይክሮዌቭ: 10-15 A. አየር ማቀዝቀዣ: 15-30 A. የኤሌክትሪክ መኪና ባትሪ መሙላት: 30-80 A (ደረጃ 2)።
- መደበኛ ሶኬት: 15 A ወረዳ
- ዋና ዋና የቤት ዕቃዎች: 20-50 A
- የኤሌክትሪክ መኪና: 30-80 A (ደረጃ 2)
- ሙሉ ቤት: 100-200 A አገልግሎት
የኢንዱስትሪ እና የከፍተኛ
ብየዳ: 100-400 A (ዱላ)፣ 1000+ A (ቦታ)። መብረቅ: 20-30 kA አማካይ፣ 200 kA ከፍተኛ። የባቡር ጠመንጃዎች: ሜጋአምፔር። ሱፐርኮንዳክቲንግ ማግኔቶች: 10+ kA ቋሚ።
- የቅስት ብየዳ: 100-400 A
- የቦታ ብየዳ: 1-100 kA ምቶች
- መብረቅ: 20-30 kA የተለመደ
- ሙከራ: MA ክልል (የባቡር ጠመንጃዎች)
ፈጣን የመቀየሪያ ስሌት
የ SI ቅድመ ቅጥያ ፈጣን ልወጣዎች
እያንዳንዱ የቅድመ ቅጥያ ደረጃ = ×1000 ወይም ÷1000። kA → A: ×1000። A → mA: ×1000። mA → µA: ×1000።
- kA → A: በ1,000 ማባዛት
- A → mA: በ1,000 ማባዛት
- mA → µA: በ1,000 ማባዛት
- በተቃራኒው: በ1,000 ማካፈል
ፍሰት ከኃይል
I = P / V (ፍሰት = ኃይል ÷ ቮልቴጅ)። 60W አምፖል በ 120V = 0.5 A። 1200W ማይክሮዌቭ በ 120V = 10 A።
- I = P / V (አምፔር = ዋት ÷ ቮልት)
- 60W ÷ 120V = 0.5 A
- P = V × I (ኃይል ከፍሰት)
- V = P / I (ቮልቴጅ ከኃይል)
የኦም ህግ ፈጣን ማረጋገጫዎች
I = V / R። ቮልቴጅን እና ተቃውሞን ካወቁ፣ ፍሰትን ያግኙ። 12V በ 4Ω ላይ = 3 A። 5V በ 1kΩ ላይ = 5 mA።
- I = V / R (አምፔር = ቮልት ÷ ኦም)
- 12V ÷ 4Ω = 3 A
- 5V ÷ 1000Ω = 5 mA (= 0.005 A)
- ያስታውሱ: ለፍሰት ማካፈል
ልወጣዎች እንዴት እንደሚሰሩ
- ደረጃ 1: ምንጩን → አምፔር በ toBase ፋክተር በመጠቀም ይለውጡ
- ደረጃ 2: አምፔርን → ዒላማ በዒላማው toBase ፋክተር በመጠቀም ይለውጡ
- አማራጭ: ቀጥተኛ ፋክተር ይጠቀሙ (kA → A: በ1000 ማባዛት)
- የማመዛዘን ማረጋገጫ: 1 kA = 1000 A, 1 mA = 0.001 A
- ያስታውሱ: C/s እና W/V ከአምፔር ጋር ተመሳሳይ ናቸው
የተለመዱ የልወጣ ማጣቀሻ
| ከ | ወደ | በ ... ማባዛት | ምሳሌ |
|---|---|---|---|
| A | kA | 0.001 | 1000 A = 1 kA |
| kA | A | 1000 | 1 kA = 1000 A |
| A | mA | 1000 | 1 A = 1000 mA |
| mA | A | 0.001 | 1000 mA = 1 A |
| mA | µA | 1000 | 1 mA = 1000 µA |
| µA | mA | 0.001 | 1000 µA = 1 mA |
| A | C/s | 1 | 5 A = 5 C/s (ማንነት) |
| A | W/V | 1 | 10 A = 10 W/V (ማንነት) |
| kA | MA | 0.001 | 1000 kA = 1 MA |
| abampere | A | 10 | 1 abA = 10 A |
ፈጣን ምሳሌዎች
የተሰሩ ችግሮች
የ USB ኃይል ስሌት
የ USB ፖርት 5V ይሰጣል። መሳሪያው 500 mA ይስባል። ኃይሉ ስንት ነው?
P = V × I = 5V × 0.5A = 2.5W (መደበኛ USB 2.0)
የ LED ፍሰት መገደብ
5V አቅርቦት፣ LED 20 mA እና 2V ያስፈልገዋል። ምን አይነት ተቃዋሚ?
የቮልቴጅ መውደቅ = 5V - 2V = 3V። R = V/I = 3V ÷ 0.02A = 150Ω። 150Ω ወይም 180Ω ይጠቀሙ።
የወረዳ ተላላፊ መጠን መወሰን
ሶስት መሳሪያዎች: 5A, 8A, 3A በተመሳሳይ ወረዳ ላይ። ምን አይነት ተላላፊ?
ጠቅላላ = 5 + 8 + 3 = 16A። 20A ተላላፊ ይጠቀሙ (ለደህንነት ህዳግ ቀጣዩ መደበኛ መጠን)።
ሊወገዱ የሚገባቸው የተለመዱ ስህተቶች
- **የሚገድለው ፍሰት ነው፣ ቮልቴጅ አይደለም**: 100 mA በልብ ውስጥ ካለፈ ገዳይ ሊሆን ይችላል። ከፍተኛ ቮልቴጅ አደገኛ ነው ምክንያቱም ፍሰትን ሊያስገድድ ይችላል፣ ግን ጉዳቱን የሚያደርሰው ፍሰት ነው።
- **AC vs DC ፍሰት**: 60 Hz AC በተመሳሳይ ደረጃ ከ DC ከ ~3-5 ጊዜ የበለጠ አደገኛ ነው። AC የጡንቻ መቆለፍን ያስከትላል። RMS ፍሰት ለ AC ስሌቶች ጥቅም ላይ ይውላል።
- **የሽቦ ውፍረት አስፈላጊ ነው**: ቀጭን ሽቦዎች ከፍተኛ ፍሰትን መቋቋም አይችሉም (ሙቀት፣ የእሳት አደጋ)። የሽቦ መለኪያ ሰንጠረዦችን ይጠቀሙ። 15A ቢያንስ 14 AWG ያስፈልገዋል።
- **ደረጃዎችን አያልፉ**: ክፍሎች ከፍተኛ የፍሰት ደረጃዎች አሏቸው። LEDs ይቃጠላሉ፣ ሽቦዎች ይቀልጣሉ፣ ፊውዞች ይነፋሉ፣ ትራንዚስተሮች ይበላሻሉ። ሁልጊዜ የውሂብ ወረቀቱን ያረጋግጡ።
- **ተከታታይ ፍሰት ተመሳሳይ ነው**: በተከታታይ ወረዳ ውስጥ፣ ፍሰት በሁሉም ቦታ ተመሳሳይ ነው። በትይዩ፣ ፍሰቶች በመጋጠሚያዎች ላይ ይደመራሉ (ኪርቾፍ)።
- **አጭር ወረዳዎች**: ዜሮ ተቃውሞ = ገደብ የለሽ ፍሰት (በንድፈ-ሀሳብ)። በእውነታው: በምንጩ የተገደበ፣ ጉዳት/እሳት ያስከትላል። ሁልጊዜ ወረዳዎችን ይጠብቁ።
ስለ ፍሰት አስደናቂ እውነታዎች
ሰውነትዎ ~100 µA ያህል ያካሂዳል
በመሬት ላይ ሲቆሙ፣ ሰውነትዎ ያለማቋረጥ ~100 µA የሚሆን ፍሰት ወደ መሬት አለው። ከኤሌክትሮማግኔቲክ መስኮች፣ ከቆሙ ክፍያዎች፣ ከሬዲዮ ሞገዶች። ሙሉ በሙሉ ደህንነቱ የተጠበቀ እና የተለመደ ነው። እኛ ኤሌክትሪካዊ ፍጥረታት ነን!
መብረቅ 20,000-200,000 አምፔር ነው
አማካይ የመብረቅ ብልጭታ: 20-30 kA (20,000 A)። ከፍተኛው 200 kA ሊደርስ ይችላል። ግን የሚቆይበት ጊዜ <1 ሚሊሰከንድ ነው። ጠቅላላ ክፍያ: ~15 ኩሎምቦች ብቻ። ከፍተኛ ፍሰት፣ አጭር ጊዜ = በሕይወት መትረፍ ይቻላል (አንዳንድ ጊዜ)።
የሰው ህመም ገደብ: 1 mA
1 mA 60 Hz AC: የመደንዘዝ ስሜት። 10 mA: የጡንቻ ቁጥጥር ማጣት። 100 mA: የልብ ክፍል መንቀጥቀጥ (ገዳይ)። 1 A: ከባድ ቃጠሎ፣ የልብ ድካም። የፍሰት መንገድ አስፈላጊ ነው—በልብ በኩል ማለፍ በጣም መጥፎው ነው።
ሱፐርኮንዳክተሮች: ገደብ የለሽ ፍሰት?
ዜሮ ተቃውሞ = ገደብ የለሽ ፍሰት? ሙሉ በሙሉ አይደለም። ሱፐርኮንዳክተሮች 'ወሳኝ ፍሰት' አላቸው—ካለፉት፣ ሱፐርኮንዳክቲቪቲ ይሰበራል። ITER የውህደት ሬአክተር: 68 kA በሱፐርኮንዳክቲንግ ጥቅልሎች ውስጥ። ምንም ሙቀት የለም፣ ምንም ኪሳራ የለም!
የ LED ፍሰት ወሳኝ ነው
LEDs የሚነዱት በፍሰት ነው፣ በቮልቴጅ አይደለም። ተመሳሳይ ቮልቴጅ፣ የተለየ ፍሰት = የተለየ ብሩህነት። በጣም ብዙ ፍሰት? LED ወዲያውኑ ይሞታል። ሁልጊዜ የፍሰት-ገዳቢ ተቃዋሚ ወይም ቋሚ-ፍሰት አንቀሳቃሽ ይጠቀሙ።
የባቡር ጠመንጃዎች ሜጋአምፔር ያስፈልጋቸዋል
የኤሌክትሮማግኔቲክ የባቡር ጠመንጃዎች: 1-3 MA (ሚሊዮን አምፔር) ለማይክሮሴኮንዶች። የሎሬንትዝ ኃይል ፕሮጀክቱን ወደ ማክ 7+ ያፋጥናል። ግዙፍ የካፓሲተር ባንኮችን ይፈልጋል። የወደፊት የባህር ኃይል መሣሪያ።
ታሪካዊ ዝግመተ ለውጥ
1800
ቮልታ ባትሪን ፈጠረ። የመጀመሪያው ቀጣይነት ያለው የኤሌክትሪክ ፍሰት ምንጭ። የጥንት የኤሌክትሪክ ሙከራዎችን አስችሏል።
1820
ኦርስቴድ ፍሰት መግነጢሳዊ መስክ እንደሚፈጥር አገኘ። ኤሌክትሪክን እና ማግኔቲዝምን አገናኘ። የኤሌክትሮማግኔቲዝም መሠረት።
1826
ኦም V = IR ን አሳተመ። የኦም ህግ በቮልቴጅ፣ ፍሰት፣ ተቃውሞ መካከል ያለውን ግንኙነት ይገልጻል። መጀመሪያ ላይ ውድቅ ተደርጎ ነበር፣ አሁን ግን መሠረታዊ ነው።
1831
ፋራዳይ የኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽንን አገኘ። የሚለዋወጥ መግነጢሳዊ መስክ ፍሰት ይፈጥራል። ጀነሬተሮችን እና ትራንስፎርመሮችን አስችሏል።
1881
የመጀመሪያው ዓለም አቀፍ የኤሌክትሪክ ኮንግረስ አምፔርን እንደ 'ተግባራዊ አሃድ' የፍሰት ገለጸ።
1893
የቴስላ AC ሥርዓት 'የፍሰቶች ጦርነት' በዓለም ትርዒት ላይ አሸነፈ። AC ፍሰት ሊለወጥ ይችላል፣ DC ግን አይችልም (በዚያን ጊዜ)።
1948
CGPM አምፔርን ገለጸ: 'በትይዩ አስተላላፊዎች መካከል 2×10⁻⁷ N/m ኃይል የሚያመነጭ ቋሚ ፍሰት።'
2019
የ SI ዳግም ፍቺ: አምፔር አሁን ከመሠረታዊ ክፍያ (e) ተገልጿል። 1 A = (e/1.602×10⁻¹⁹) ኤሌክትሮኖች በሰከንድ። በፍቺው ትክክለኛ ነው።
የባለሙያ ምክሮች
- **ፈጣን ከ mA ወደ A**: በ1000 ማካፈል። 250 mA = 0.25 A።
- **ፍሰት በትይዩ ይደመራል**: ሁለት የ5A ቅርንጫፎች = 10A ጠቅላላ። ተከታታይ: በሁሉም ቦታ ተመሳሳይ ፍሰት።
- **የሽቦ መለኪያውን ያረጋግጡ**: 15A ቢያንስ 14 AWG ያስፈልገዋል። 20A 12 AWG ያስፈልገዋል። የእሳት አደጋን አይውሰዱ።
- **ፍሰትን በተከታታይ ይለኩ**: አምፔርሜትር በፍሰት መንገድ ውስጥ ይገባል (ወረዳውን ይሰብራል)። ቮልትሜትር በትይዩ ይገባል።
- **AC RMS vs ከፍተኛ**: 120V AC RMS → 170V ከፍተኛ። ፍሰት ተመሳሳይ ነው: RMS ለስሌቶች።
- **የፊውዝ ጥበቃ**: የፊውዝ ደረጃ ከመደበኛው ፍሰት 125% መሆን አለበት። ከአጭር ወረዳዎች ይጠብቃል።
- **ሳይንሳዊ ምልክት በራስ-ሰር**: ከ 1 µA በታች ወይም ከ 1 GA በላይ የሆኑ እሴቶች ለተነባቢነት በሳይንሳዊ ምልክት ይታያሉ።
የተሟላ የአሃዶች ማጣቀሻ
SI ክፍሎች
| የአሃድ ስም | ምልክት | የአምፔር አቻ | የአጠቃቀም ማስታወሻዎች |
|---|---|---|---|
| አምፔር | A | 1 A (base) | የ SI መሠረታዊ አሃድ፤ 1 A = 1 C/s = 1 W/V (ትክክለኛ)። |
| ሜጋአምፔር | MA | 1.0 MA | መብረቅ (~20-30 kA)፣ የባቡር ጠመንጃዎች፣ ከፍተኛ የኢንዱስትሪ ሥርዓቶች። |
| ኪሎአምፔር | kA | 1.0 kA | ብየዳ (100-400 A)፣ ትላልቅ ሞተሮች፣ የኢንዱስትሪ የኃይል ሥርዓቶች። |
| ሚሊአምፔር | mA | 1.0000 mA | LEDs (20 mA)፣ ዝቅተኛ ኃይል ያላቸው ወረዳዎች፣ የሴንሰር ፍሰቶች። |
| ማይክሮአምፔር | µA | 1.0000 µA | ባዮሎጂካዊ ምልክቶች፣ ትክክለኛ መሣሪያዎች፣ የባትሪ መፍሰስ። |
| ናኖአምፔር | nA | 1.000e-9 A | የነርቭ ግፊቶች፣ የአዮን ሰርጦች፣ እጅግ ዝቅተኛ ኃይል ያላቸው መሳሪያዎች። |
| ፒኮአምፔር | pA | 1.000e-12 A | ነጠላ-ሞለኪውል ልኬቶች፣ የዋሻ ማይክሮስኮፒ። |
| ፌምቶአምፔር | fA | 1.000e-15 A | የአዮን ሰርጥ ጥናቶች፣ ሞለኪውላዊ ኤሌክትሮኒክስ፣ የኳንተም መሳሪያዎች። |
| አቶአምፔር | aA | 1.000e-18 A | ነጠላ-ኤሌክትሮን ዋሻ፣ ንድፈ-ሀሳባዊ የኳንተም ገደብ። |
የተለመዱ ክፍሎች
| የአሃድ ስም | ምልክት | የአምፔር አቻ | የአጠቃቀም ማስታወሻዎች |
|---|---|---|---|
| ኮሎምብ በሰከንድ | C/s | 1 A (base) | ከአምፔር ጋር እኩል: 1 A = 1 C/s። የክፍያ ፍሰት ፍቺን ያሳያል። |
| ዋት በቮልት | W/V | 1 A (base) | ከአምፔር ጋር እኩል: 1 A = 1 W/V ከ P = VI። የኃይል ግንኙነት። |
የቆዩ እና ሳይንሳዊ
| የአሃድ ስም | ምልክት | የአምፔር አቻ | የአጠቃቀም ማስታወሻዎች |
|---|---|---|---|
| አባምፔር (EMU) | abA | 10.0 A | የ CGS-EMU አሃድ = 10 A። ጊዜ ያለፈበት የኤሌክትሮማግኔቲክ አሃድ። |
| ስታታምፔር (ESU) | statA | 3.336e-10 A | የ CGS-ESU አሃድ ≈ 3.34×10⁻¹⁰ A። ጊዜ ያለፈበት የኤሌክትሮስታቲክ አሃድ። |
| ባዮት | Bi | 10.0 A | ለአብአምፔር አማራጭ ስም = 10 A። የ CGS ኤሌክትሮማግኔቲክ አሃድ። |
ተደጋግመው የሚጠየቁ ጥያቄዎች
በፍሰት እና በቮልቴጅ መካከል ያለው ልዩነት ምንድነው?
ቮልቴጅ የኤሌክትሪክ ግፊት ነው (እንደ ውሃ ግፊት)። ፍሰት የፍሰት መጠን ነው (እንደ ውሃ ፍሰት)። ከፍተኛ ቮልቴጅ ከፍተኛ ፍሰት ማለት አይደለም። 10,000V በ 1 mA (የቆመ ሾክ)፣ ወይም 12V በ 100 A (የመኪና አስጀማሪ) ሊኖርዎት ይችላል። ቮልቴጅ ይገፋል፣ ፍሰት ይፈሳል።
የትኛው የበለጠ አደገኛ ነው: ቮልቴጅ ወይስ ፍሰት?
የሚገድለው ፍሰት ነው፣ ቮልቴጅ አይደለም። 100 mA በልብዎ ውስጥ ካለፈ ገዳይ ሊሆን ይችላል። ግን ከፍተኛ ቮልቴጅ ፍሰትን በሰውነትዎ ውስጥ ሊያስገድድ ይችላል (V = IR)። ለዚህ ነው ከፍተኛ ቮልቴጅ አደገኛ የሆነው—የሰውነትዎን ተቃውሞ ያሸንፋል። ገዳዩ ፍሰት ነው፣ ቮልቴጅ አመቻች ነው።
AC ፍሰት ከ DC ለምን የተለየ ስሜት ይሰጣል?
60 Hz AC በኃይል ፍርግርግ ድግግሞሽ የጡንቻ መኮማተርን ያስከትላል። መልቀቅ አይችሉም (የጡንቻ መቆለፍ)። DC አንድ ጊዜ ብቻ ነው የሚያስደነግጠው። AC በተመሳሳይ የፍሰት ደረጃ ከ3-5 ጊዜ የበለጠ አደገኛ ነው። እንዲሁም: የ AC RMS እሴት = ውጤታማ የ DC አቻ (120V AC RMS ≈ 170V ከፍተኛ)።
አንድ የተለመደ ቤተሰብ ምን ያህል ፍሰት ይጠቀማል?
ሙሉ ቤት: 100-200 A የአገልግሎት ፓነል። አንድ ሶኬት: 15 A ወረዳ። አምፖል: 0.5 A። ማይክሮዌቭ: 10-15 A። አየር ማቀዝቀዣ: 15-30 A። የኤሌክትሪክ መኪና ቻርጀር: 30-80 A። ጠቅላላ ይለያያል፣ ግን ፓነሉ ከፍተኛውን ይገድባል።
ያለ ቮልቴጅ ፍሰት ሊኖር ይችላል?
በሱፐርኮንዳክተሮች ውስጥ፣ አዎ! ዜሮ ተቃውሞ ማለት ፍሰት በዜሮ ቮልቴጅ ይፈሳል (V = IR = 0)። ቋሚ ፍሰት ለዘላለም ሊፈስ ይችላል። በተለመዱ አስተላላፊዎች ውስጥ፣ አይ—ፍሰትን ለመግፋት ቮልቴጅ ያስፈልግዎታል። የቮልቴጅ መውደቅ = ፍሰት × ተቃውሞ።
USB ለምን በ0.5-5 A የተገደበ ነው?
የ USB ገመድ ቀጭን ነው (ከፍተኛ ተቃውሞ)። በጣም ብዙ ፍሰት = ከመጠን በላይ ሙቀት። USB 2.0: 0.5 A (2.5W)። USB 3.0: 0.9 A። USB-C PD: እስከ 5 A (100W)። ወፍራም ሽቦዎች፣ የተሻለ ማቀዝቀዝ፣ እና ንቁ ድርድር ከፍተኛ ፍሰትን በደህና ይፈቅዳሉ።
Գործիքների Ամբողջական Տեղեկատու
UNITS-ում առկա բոլոր 71 գործիքները