Converter ng Kuryente
Kuryente — Mula sa mga Neuron hanggang sa Kidlat
Pagsanayan ang mga yunit ng kuryente sa elektronika, mga sistema ng kuryente, at pisika. Mula sa microampere hanggang sa megaampere, unawain ang daloy ng kuryente sa 30 na order of magnitude — mula sa single-electron tunneling hanggang sa mga tama ng kidlat. Galugarin ang 2019 quantum redefinition ng ampere at mga aplikasyon sa totoong mundo.
Mga Pundasyon ng Kuryente
Ano ang Kuryente?
Ang kuryente ay ang daloy ng charge, tulad ng tubig na dumadaloy sa isang tubo. Mas mataas na kuryente = mas maraming charge bawat segundo. Sinusukat sa amperes (A). Direksyon: mula positibo hanggang negatibo (kumbensyonal), o daloy ng electron (mula negatibo hanggang positibo).
- 1 ampere = 1 coulomb bawat segundo (1 A = 1 C/s)
- Ang kuryente ay rate ng daloy, hindi dami
- DC current: pare-parehong direksyon (mga baterya)
- AC current: nagpapalit-palit na direksyon (saksakan sa pader)
Kuryente vs Boltahe vs Charge
Charge (Q) = dami ng kuryente (coulombs). Kuryente (I) = rate ng daloy ng charge (amperes). Boltahe (V) = presyon na nagtutulak sa charge. Power (P) = V × I (watts). Lahat ay konektado ngunit magkakaiba!
- Charge Q = dami (coulombs)
- Kuryente I = rate ng daloy (amperes = C/s)
- Boltahe V = presyon ng kuryente (volts)
- Ang kuryente ay dumadaloy MULA sa mataas patungo sa mababang boltahe
Kumbensyonal vs Daloy ng Electron
Kumbensyonal na kuryente: mula positibo hanggang negatibo (historikal). Daloy ng electron: mula negatibo hanggang positibo (aktuwal). Parehong gumagana! Ang mga electron ang aktwal na gumagalaw, ngunit ginagamit natin ang kumbensyonal na direksyon. Hindi ito nakakaapekto sa mga kalkulasyon.
- Kumbensyonal: + patungo sa - (standard sa mga diagram)
- Daloy ng electron: - patungo sa + (pisikal na katotohanan)
- Parehong nagbibigay ng parehong sagot
- Gamitin ang kumbensyonal para sa pagsusuri ng sirkito
- Kuryente = rate ng daloy ng charge (1 A = 1 C/s)
- Ang boltahe ay nagiging sanhi ng pagdaloy ng kuryente (tulad ng presyon)
- Mas mataas na kuryente = mas maraming charge bawat segundo
- Power = boltahe × kuryente (P = VI)
Ebolusyong Pangkasaysayan ng Pagsukat ng Kuryente
Mga Unang Tuklas sa Elektrisidad (1600-1830)
Bago maunawaan ang kuryente bilang daloy ng charge, pinag-aralan ng mga siyentipiko ang static na kuryente at mahiwagang 'electrical fluids.' Ang rebolusyon ng baterya ay nagbigay-daan sa tuluy-tuloy na kuryente sa unang pagkakataon.
- 1600: Pinag-iba ni William Gilbert ang kuryente sa magnetismo, nilikha ang terminong 'electric'
- 1745: Naimbento ang Leyden jar — unang kapasitor, nag-iimbak ng static na charge
- 1800: Inimbento ni Alessandro Volta ang voltaic pile — unang baterya, unang tuluy-tuloy na pinagmumulan ng kuryente
- 1820: Natuklasan ni Hans Christian Ørsted na ang kuryente ay lumilikha ng magnetic field — nag-uugnay sa elektrisidad at magnetismo
- 1826: Inilathala ni Georg Ohm ang V = IR — unang ugnayang matematikal para sa kuryente
- 1831: Natuklasan ni Michael Faraday ang electromagnetic induction — ang nagbabagong mga field ay lumilikha ng kuryente
Ebolusyon ng Depinisyon ng Ampere (1881-2019)
Ang depinisyon ng ampere ay nag-evolve mula sa mga praktikal na kompromiso tungo sa mga fundamental constant, na sumasalamin sa ating lumalalim na pag-unawa sa electromagnetism at quantum physics.
- 1881: Unang International Electrical Congress ay nagtakda ng 'praktikal na ampere' para sa komersyal na paggamit
- 1893: Chicago World's Fair — nag-standardize ng ampere para sa mga pagsukat ng AC/DC
- 1948: Tinukoy ng CGPM ang ampere mula sa puwersa sa pagitan ng mga parallel na konduktor: 2×10⁻⁷ N/m na puwersa sa 1 metrong pagitan
- Problema: Kinakailangan ng perpektong parallel na mga wire, mahirap gawin sa praktika
- 1990s: Ang Quantum Hall effect at Josephson junctions ay nagbigay-daan sa mas tumpak na mga pagsukat
- 2018: Bumoto ang CGPM na muling tukuyin ang ampere mula sa elementary charge
2019 Quantum Revolution — Depinisyon ng Elementary Charge
Noong Mayo 20, 2019, muling tinukoy ang ampere batay sa elementary charge (e), na ginagawa itong reproducible saanman gamit ang tamang quantum equipment. Tinapos nito ang 71 taon ng depinisyong batay sa puwersa.
- Bagong depinisyon: 1 A = (e / 1.602176634×10⁻¹⁹) na mga electron bawat segundo
- Ang elementary charge e ay eksakto na ngayon sa pamamagitan ng depinisyon (walang uncertainty)
- 1 ampere = daloy ng 6.241509074×10¹⁸ elementary charges bawat segundo
- Mga pamantayan ng quantum current: Ang mga single-electron tunneling device ay nagbibilang ng mga indibidwal na electron
- Mga Josephson junction: Lumilikha ng tumpak na mga AC current mula sa mga fundamental constant
- Resulta: Anumang lab na may quantum equipment ay maaaring mag-realize ng ampere nang independiyente
Ang muling pagtukoy noong 2019 ay kumakatawan sa 138 taon ng pag-unlad mula sa mga praktikal na kompromiso tungo sa quantum precision, na nagbibigay-daan sa susunod na henerasyon ng elektronika at agham ng pagsukat.
- Nanotechnology: Tumpak na kontrol sa daloy ng electron sa mga quantum computer, mga single-electron transistor
- Metrology: Ang mga pambansang lab ay maaaring mag-realize ng ampere nang independiyente nang walang mga reference artifact
- Electronics: Mas mahusay na mga pamantayan sa pagkakalibrate para sa mga semiconductor, sensor, mga sistema ng kuryente
- Medikal: Mas tumpak na mga pagsukat para sa mga implant, brain-computer interface, kagamitang pang-diagnostic
- Fundamental physics: Lahat ng SI units ay tinukoy na ngayon mula sa mga constant ng kalikasan — walang mga gawa ng tao na artifact
Mga Pantulong sa Pagtanda at Mabilis na mga Trick sa Pag-convert
Madaling Mental Math
- Panuntunan ng kapangyarihan ng 1000: Bawat SI prefix = ×1000 o ÷1000 (kA → A → mA → µA → nA)
- Shortcut mula mA patungong A: Hatiin sa 1000 → 250 mA = 0.25 A (ilipat ang decimal 3 sa kaliwa)
- Shortcut mula A patungong mA: I-multiply sa 1000 → 1.5 A = 1500 mA (ilipat ang decimal 3 sa kanan)
- Kuryente mula sa power: I = P / V → 60W na bumbilya sa 120V = 0.5 A
- Trick sa Ohm's law: I = V / R → 12V ÷ 4Ω = 3 A (boltahe na hinati sa resistensya)
- Mga identity conversion: 1 A = 1 C/s = 1 W/V (lahat ay eksaktong katumbas)
Kritikal na mga Pantulong sa Pagtanda para sa Kaligtasan
Ang kuryente ang nakamamatay, hindi ang boltahe. Ang mga safety threshold na ito ay maaaring magligtas ng iyong buhay — isaulo ang mga ito.
- 1 mA (60 Hz AC): Pakiramdam ng pangingilabot, threshold ng perception
- 5 mA: Pinakamataas na 'ligtas' na kuryente, papalapit na ang threshold na hindi na makakabitaw
- 10-20 mA: Pagkawala ng kontrol sa kalamnan, hindi makakabitaw (patuloy na paghawak)
- 50 mA: Matinding sakit, posibleng paghinto ng paghinga
- 100-200 mA: Ventricular fibrillation (paghinto ng puso), karaniwang nakamamatay
- 1-5 A: Patuloy na fibrillation, malubhang paso, pag-aresto sa puso
- Tandaan: Ang AC ay 3-5× na mas mapanganib kaysa sa DC sa parehong antas ng kuryente
Praktikal na mga Pormula sa Sirkito
- Batas ni Ohm: I = V / R (hanapin ang kuryente mula sa boltahe at resistensya)
- Pormula ng power: I = P / V (hanapin ang kuryente mula sa power at boltahe)
- Mga seryeng sirkito: Parehong kuryente saanman (I₁ = I₂ = I₃)
- Mga parallel na sirkito: Nagdaragdag ang mga kuryente sa mga junction (I_total = I₁ + I₂ + I₃)
- Paglilimita ng kuryente sa LED: R = (V_supply - V_LED) / I_LED
- Panuntunan sa wire gauge: Ang 15A ay nangangailangan ng 14 AWG, ang 20A ay nangangailangan ng 12 AWG minimum
- Pagkalito sa kuryente at boltahe: Ang boltahe ay presyon, ang kuryente ay rate ng daloy — magkaibang konsepto!
- Paglampas sa mga rating ng wire: Ang mga manipis na wire ay umiinit, natutunaw ang insulasyon, nagiging sanhi ng sunog — suriin ang mga talahanayan ng AWG
- Maling pagsukat ng kuryente: Ang ammeter ay inilalagay NANG serye (pinuputol ang sirkito), ang voltmeter ay inilalagay sa kabila (parallel)
- Pag-ignore sa AC RMS vs peak: 120V AC RMS ≠ 120V peak (sa totoo lang 170V). Gamitin ang RMS para sa mga kalkulasyon
- Mga short circuit: Zero resistance = teoretikal na walang hanggang kuryente = sunog/pagsabog/pinsala
- Pag-aakalang ang boltahe ng LED ang nagtatakda ng kuryente: Kailangan ng mga LED ng mga resistor na naglilimita ng kuryente o mga constant-current driver
Iskala ng Kuryente: Mula sa Iisang Electron hanggang sa Kidlat
| Iskala / Kuryente | Mga Kinatawan ng Yunit | Mga Karaniwang Aplikasyon | Mga Halimbawa sa Totoong Mundo |
|---|---|---|---|
| 0.16 aA | Attoampere (aA) | Single-electron tunneling, teoretikal na quantum limit | 1 electron bawat segundo ≈ 0.16 aA |
| 1-10 pA | Picoampere (pA) | Mga ion channel, tunneling microscopy, molecular electronics | Mga kuryente sa ion channel ng biological membrane |
| ~10 nA | Nanoampere (nA) | Mga nerve impulse, ultra-low power sensor, pagtagas ng baterya | Tuktok ng action potential sa mga neuron |
| 10-100 µA | Microampere (µA) | Mga baterya ng relo, mga instrumentong pang-precision, mga signal na biyolohikal | Karaniwang paggamit ng kuryente ng relo |
| 2-20 mA | Milliampere (mA) | Mga LED, sensor, low-power circuit, mga proyektong Arduino | Karaniwang indicator na LED (20 mA) |
| 0.5-5 A | Ampere (A) | Mga consumer electronics, USB charging, mga kasangkapan sa bahay | Mabilis na pag-charge ng USB-C (3 A), power ng laptop (4 A) |
| 15-30 A | Ampere (A) | Mga sirkito sa bahay, mga pangunahing appliances, pag-charge ng de-kuryenteng sasakyan | Karaniwang circuit breaker (15 A), EV Level 2 charger (32 A) |
| 100-400 A | Ampere (A) | Arc welding, mga starter ng kotse, mga pang-industriyang motor | Stick welding (100-400 A), starter motor ng kotse (200-400 A) |
| 1-100 kA | Kiloampere (kA) | Kidlat, spot welding, malalaking motor, mga sistema ng tren | Karaniwang tama ng kidlat (20-30 kA), mga pulso ng spot welding |
| 1-3 MA | Megaampere (MA) | Mga electromagnetic rail gun, mga fusion reactor, extreme physics | Pagpapabilis ng projectile ng rail gun (1-3 MA sa loob ng microseconds) |
Paliwanag sa mga Sistema ng Yunit
Mga Yunit sa SI — Ampere
Ang Ampere (A) ay ang batayang yunit sa SI para sa kuryente. Isa sa pitong fundamental na yunit sa SI. Tinukoy mula sa elementary charge simula 2019. Sakop ng mga prefix mula atto hanggang mega ang lahat ng saklaw.
- 1 A = 1 C/s (eksaktong depinisyon)
- kA para sa mataas na power (welding, kidlat)
- mA, µA para sa elektronika, mga sensor
- fA, aA para sa quantum, mga single-electron device
Mga Yunit sa Depinisyon
Ang C/s at W/V ay katumbas ng ampere sa pamamagitan ng depinisyon. Ipinapakita ng C/s ang daloy ng charge. Ipinapakita ng W/V ang kuryente mula sa power/boltahe. Parehong magkatulad ang tatlo.
- 1 A = 1 C/s (depinisyon)
- 1 A = 1 W/V (mula sa P = VI)
- Parehong magkatulad ang tatlo
- Magkakaibang pananaw sa kuryente
Mga Lumang Yunit sa CGS
Ang Abampere (EMU) at statampere (ESU) ay mula sa lumang sistema ng CGS. Ang Biot = abampere. Bihira na ngayon ngunit lumalabas sa mga lumang aklat sa pisika. 1 abA = 10 A; 1 statA ≈ 3.34×10⁻¹⁰ A.
- 1 abampere = 10 A (EMU)
- 1 biot = 10 A (katulad ng abampere)
- 1 statampere ≈ 3.34×10⁻¹⁰ A (ESU)
- Luma na; ang SI ampere ang pamantayan
Ang Pisika ng Kuryente
Batas ni Ohm
I = V / R (kuryente = boltahe ÷ resistensya). Alamin ang boltahe at resistensya, hanapin ang kuryente. Pundasyon ng lahat ng pagsusuri ng sirkito. Linear para sa mga resistor.
- I = V / R (kuryente mula sa boltahe)
- V = I × R (boltahe mula sa kuryente)
- R = V / I (resistensya mula sa mga sukat)
- Power dissipation: P = I²R
Batas ng Kuryente ni Kirchhoff
Sa anumang junction, ang papasok na kuryente = papalabas na kuryente. Σ I = 0 (suma ng mga kuryente = zero). Ang charge ay conserved. Mahalaga para sa pagsusuri ng mga parallel na sirkito.
- ΣI = 0 sa anumang node
- Papasok na kuryente = papalabas na kuryente
- Konserbasyon ng charge
- Ginagamit upang malutas ang mga kumplikadong sirkito
Larawang Microscopiko
Kuryente = drift velocity ng mga charge carrier. Sa mga metal: ang mga electron ay mabagal gumalaw (~mm/s) ngunit ang signal ay kumakalat sa bilis ng liwanag. Bilang ng mga carrier × velocity = kuryente.
- I = n × q × v × A (microscopiko)
- n = density ng carrier, v = drift velocity
- Ang mga electron ay mabagal gumalaw, ang signal ay mabilis
- Sa mga semiconductor: mga electron + mga butas
Mga Benchmark ng Kuryente
| Konteksto | Kuryente | Mga Tala |
|---|---|---|
| Isang electron | ~0.16 aA | 1 electron bawat segundo |
| Ion channel | ~1-10 pA | Biological membrane |
| Nerve impulse | ~10 nA | Tuktok ng action potential |
| Indicator na LED | 2-20 mA | Low power LED |
| USB 2.0 | 0.5 A | Karaniwang power ng USB |
| Pag-charge ng telepono | 1-3 A | Karaniwang mabilis na pag-charge |
| Sirkito sa bahay | 15 A | Karaniwang breaker (US) |
| Pag-charge ng de-kuryenteng kotse | 32-80 A | Level 2 home charger |
| Arc welding | 100-400 A | Karaniwang stick welding |
| Starter motor ng kotse | 100-400 A | Tuktok na cranking current |
| Tama ng kidlat | 20-30 kA | Karaniwang bolt |
| Spot welding | 1-100 kA | Maikling pulso |
| Teoretikal na maximum | >1 MA | Mga rail gun, extreme physics |
Mga Karaniwang Antas ng Kuryente
| Device / Konteksto | Karaniwang Kuryente | Boltahe | Power |
|---|---|---|---|
| Baterya ng relo | 10-50 µA | 3V | ~0.1 mW |
| Indicator na LED | 10-20 mA | 2V | 20-40 mW |
| Arduino/MCU | 20-100 mA | 5V | 0.1-0.5 W |
| USB mouse/keyboard | 50-100 mA | 5V | 0.25-0.5 W |
| Pag-charge ng telepono (mabagal) | 1 A | 5V | 5 W |
| Pag-charge ng telepono (mabilis) | 3 A | 9V | 27 W |
| Laptop | 3-5 A | 19V | 60-100 W |
| Desktop PC | 5-10 A | 12V | 60-120 W |
| Microwave | 10-15 A | 120V | 1200-1800 W |
| Pag-charge ng de-kuryenteng kotse | 32 A | 240V | 7.7 kW |
Mga Aplikasyon sa Totoong Mundo
Consumer Electronics
USB: 0.5-3 A (standard hanggang sa mabilis na pag-charge). Pag-charge ng telepono: 1-3 A karaniwan. Laptop: 3-5 A. LED: 20 mA karaniwan. Karamihan sa mga device ay gumagamit ng saklaw mula mA hanggang A.
- USB 2.0: 0.5 A max
- USB 3.0: 0.9 A max
- USB-C PD: hanggang 5 A (100W @ 20V)
- Mabilis na pag-charge ng telepono: 2-3 A karaniwan
Pambahay at Kuryente
Mga sirkito sa bahay: 15-20 A na mga breaker (US). Bumbilya: 0.5-1 A. Microwave: 10-15 A. Air conditioner: 15-30 A. Pag-charge ng de-kuryenteng kotse: 30-80 A (Level 2).
- Karaniwang saksakan: 15 A na sirkito
- Mga pangunahing appliances: 20-50 A
- De-kuryenteng kotse: 30-80 A (Level 2)
- Buong bahay: 100-200 A na serbisyo
Pang-industriya at Sukdulan
Welding: 100-400 A (stick), 1000+ A (spot). Kidlat: 20-30 kA karaniwan, 200 kA tuktok. Mga rail gun: megaamperes. Mga superconducting magnet: 10+ kA steady.
- Arc welding: 100-400 A
- Spot welding: 1-100 kA na mga pulso
- Kidlat: 20-30 kA karaniwan
- Eksperimental: saklaw ng MA (mga rail gun)
Mabilis na Math sa Pag-convert
Mabilis na mga Conversion ng SI Prefix
Bawat hakbang ng prefix = ×1000 o ÷1000. kA → A: ×1000. A → mA: ×1000. mA → µA: ×1000.
- kA → A: i-multiply sa 1,000
- A → mA: i-multiply sa 1,000
- mA → µA: i-multiply sa 1,000
- Baliktad: hatiin sa 1,000
Kuryente mula sa Power
I = P / V (kuryente = power ÷ boltahe). 60W na bumbilya sa 120V = 0.5 A. 1200W na microwave sa 120V = 10 A.
- I = P / V (Amps = Watts ÷ Volts)
- 60W ÷ 120V = 0.5 A
- P = V × I (power mula sa kuryente)
- V = P / I (boltahe mula sa power)
Mabilis na Pagsusuri sa Batas ni Ohm
I = V / R. Alamin ang boltahe at resistensya, hanapin ang kuryente. 12V sa 4Ω = 3 A. 5V sa 1kΩ = 5 mA.
- I = V / R (Amps = Volts ÷ Ohms)
- 12V ÷ 4Ω = 3 A
- 5V ÷ 1000Ω = 5 mA (= 0.005 A)
- Tandaan: hatiin para sa kuryente
Paano Gumagana ang mga Conversion
- Hakbang 1: I-convert ang source → amperes gamit ang toBase factor
- Hakbang 2: I-convert ang amperes → target gamit ang toBase factor ng target
- Alternatibo: Gamitin ang direktang factor (kA → A: i-multiply sa 1000)
- Pagsusuri sa katinuan: 1 kA = 1000 A, 1 mA = 0.001 A
- Tandaan: Ang C/s at W/V ay magkatulad sa A
Karaniwang Sanggunian sa Pag-convert
| Mula sa | Patungo sa | I-multiply Sa | Halimbawa |
|---|---|---|---|
| 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 (identity) |
| A | W/V | 1 | 10 A = 10 W/V (identity) |
| kA | MA | 0.001 | 1000 kA = 1 MA |
| abampere | A | 10 | 1 abA = 10 A |
Mabilis na mga Halimbawa
Mga Halimbawang Problema
Pagkalkula ng Power ng USB
Ang USB port ay nagbibigay ng 5V. Ang device ay gumagamit ng 500 mA. Ano ang power?
P = V × I = 5V × 0.5A = 2.5W (standard na USB 2.0)
Paglilimita ng Kuryente sa LED
5V na supply, kailangan ng LED ng 20 mA at 2V. Anong resistor?
Pagbaba ng boltahe = 5V - 2V = 3V. R = V/I = 3V ÷ 0.02A = 150Ω. Gumamit ng 150Ω o 180Ω.
Pagsusukat ng Circuit Breaker
Tatlong device: 5A, 8A, 3A sa iisang sirkito. Anong breaker?
Kabuuan = 5 + 8 + 3 = 16A. Gumamit ng 20A na breaker (susunod na standard na sukat pataas para sa safety margin).
Mga Karaniwang Pagkakamali na Dapat Iwasan
- **Ang kuryente ang nakamamatay, hindi ang boltahe**: Ang 100 mA sa puso ay maaaring nakamamatay. Mapanganib ang mataas na boltahe dahil maaari nitong pilitin ang kuryente, ngunit ang kuryente ang gumagawa ng pinsala.
- **AC vs DC na kuryente**: Ang 60 Hz AC ay ~3-5× na mas mapanganib kaysa sa DC sa parehong antas. Ang AC ay nagiging sanhi ng pag-lock ng kalamnan. Ang RMS na kuryente ay ginagamit para sa mga kalkulasyon ng AC.
- **Mahalaga ang kapal ng wire**: Ang mga manipis na wire ay hindi kayang humawak ng mataas na kuryente (init, panganib ng sunog). Gumamit ng mga talahanayan ng wire gauge. Ang 15A ay nangangailangan ng 14 AWG minimum.
- **Huwag lumampas sa mga rating**: Ang mga component ay may maximum na mga rating ng kuryente. Ang mga LED ay nasusunog, ang mga wire ay natutunaw, ang mga fuse ay pumuputok, ang mga transistor ay nasisira. Palaging suriin ang datasheet.
- **Ang seryeng kuryente ay pareho**: Sa seryeng sirkito, ang kuryente ay magkatulad saanman. Sa parallel, nagdaragdag ang mga kuryente sa mga junction (Kirchhoff).
- **Mga short circuit**: Zero resistance = walang hanggang kuryente (sa teorya). Sa katotohanan: limitado ng pinagmumulan, nagiging sanhi ng pinsala/sunog. Palaging protektahan ang mga sirkito.
Mga Kamangha-manghang Katotohanan Tungkol sa Kuryente
Ang Iyong Katawan ay Nagkokondukta ng ~100 µA
Nakatayo sa lupa, ang iyong katawan ay patuloy na may ~100 µA na leakage current patungo sa lupa. Mula sa mga EM field, static charges, radio waves. Ganap na ligtas at normal. Tayo ay mga elektrikal na nilalang!
Ang Kidlat ay 20,000-200,000 Amperes
Karaniwang tama ng kidlat: 20-30 kA (20,000 A). Ang tuktok ay maaaring umabot sa 200 kA. Ngunit ang tagal ay <1 millisecond. Kabuuang charge: mga ~15 coulombs lamang. Mataas na kuryente, maikling panahon = maaaring makaligtas (minsan).
Threshold ng Sakit ng Tao: 1 mA
1 mA 60 Hz AC: pakiramdam ng pangingilabot. 10 mA: pagkawala ng kontrol sa kalamnan. 100 mA: ventricular fibrillation (nakamamatay). 1 A: malubhang paso, pag-aresto sa puso. Mahalaga ang landas ng kuryente—sa puso ang pinakamasama.
Mga Superconductor: Walang Hanggang Kuryente?
Zero resistance = walang hanggang kuryente? Hindi eksakto. Ang mga superconductor ay may 'kritikal na kuryente'—lumampas dito, masisira ang superconductivity. ITER fusion reactor: 68 kA sa mga superconducting coil. Walang init, walang pagkawala!
Kritikal ang Kuryente sa LED
Ang mga LED ay pinapatakbo ng kuryente, hindi boltahe. Parehong boltahe, magkaibang kuryente = magkaibang liwanag. Sobrang kuryente? Agad na mamamatay ang LED. Palaging gumamit ng resistor na naglilimita ng kuryente o constant-current driver.
Ang mga Rail Gun ay Nangangailangan ng Megaamperes
Mga electromagnetic rail gun: 1-3 MA (milyong amperes) sa loob ng microseconds. Ang Lorentz force ay nagpapabilis sa projectile sa Mach 7+. Nangangailangan ng napakalaking mga capacitor bank. Hinaharap na sandata ng hukbong-dagat.
Ebolusyong Pangkasaysayan
1800
Inimbento ni Volta ang baterya. Unang pinagmumulan ng tuluy-tuloy na kuryente. Nagbigay-daan sa mga unang eksperimento sa elektrisidad.
1820
Natuklasan ni Oersted na ang kuryente ay lumilikha ng magnetic field. Nag-ugnay sa elektrisidad at magnetismo. Pundasyon ng electromagnetism.
1826
Inilathala ni Ohm ang V = IR. Inilarawan ng batas ni Ohm ang ugnayan sa pagitan ng boltahe, kuryente, resistensya. Tinanggihan noong una, ngayon ay pundamental.
1831
Natuklasan ni Faraday ang electromagnetic induction. Ang nagbabagong magnetic field ay lumilikha ng kuryente. Nagbigay-daan sa mga generator at transformer.
1881
Unang internasyonal na kongreso sa elektrisidad ay tinukoy ang ampere bilang 'praktikal na yunit' ng kuryente.
1893
Ang sistema ng AC ni Tesla ay nanalo sa 'Digmaan ng mga Kuryente' sa World's Fair. Ang AC na kuryente ay maaaring baguhin, ang DC ay hindi (noon).
1948
Tinukoy ng CGPM ang ampere: 'ang constant na kuryente na lumilikha ng 2×10⁻⁷ N/m na puwersa sa pagitan ng mga parallel na konduktor.'
2019
Muling pagtukoy sa SI: ang ampere ay tinukoy na ngayon mula sa elementary charge (e). 1 A = (e/1.602×10⁻¹⁹) na mga electron bawat segundo. Eksakto sa pamamagitan ng depinisyon.
Mga Pro Tip
- **Mabilis na mA patungong A**: Hatiin sa 1000. 250 mA = 0.25 A.
- **Ang kuryente ay nagdaragdag sa parallel**: Dalawang 5A na sangay = 10A kabuuan. Serye: parehong kuryente saanman.
- **Suriin ang wire gauge**: Ang 15A ay nangangailangan ng 14 AWG minimum. Ang 20A ay nangangailangan ng 12 AWG. Huwag isapanganib ang sunog.
- **Sukatin ang kuryente nang serye**: Ang ammeter ay pumapasok SA landas ng kuryente (pinuputol ang sirkito). Ang voltmeter ay pumapasok sa kabila (parallel).
- **AC RMS vs peak**: 120V AC RMS → 170V peak. Pareho ang kuryente: RMS para sa mga kalkulasyon.
- **Proteksyon ng fuse**: Ang rating ng fuse ay dapat 125% ng normal na kuryente. Nagpoprotekta laban sa mga short.
- **Awtomatikong notasyong siyentipiko**: Ang mga halagang < 1 µA o > 1 GA ay ipinapakita bilang notasyong siyentipiko para sa madaling pagbasa.
Kumpletong Sanggunian ng mga Yunit
Mga Yunit ng SI
| Pangalan ng Yunit | Simbolo | Katumbas sa Ampere | Mga Tala sa Paggamit |
|---|---|---|---|
| ampere | A | 1 A (base) | Batayang yunit sa SI; 1 A = 1 C/s = 1 W/V (eksakto). |
| megaampere | MA | 1.0 MA | Kidlat (~20-30 kA), mga rail gun, mga sukdulang pang-industriyang sistema. |
| kiloampere | kA | 1.0 kA | Welding (100-400 A), malalaking motor, mga pang-industriyang sistema ng kuryente. |
| milliampere | mA | 1.0000 mA | Mga LED (20 mA), mga low-power circuit, mga kuryente ng sensor. |
| microampere | µA | 1.0000 µA | Mga signal na biyolohikal, mga instrumentong pang-precision, pagtagas ng baterya. |
| nanoampere | nA | 1.000e-9 A | Mga nerve impulse, mga ion channel, mga ultra-low power device. |
| picoampere | pA | 1.000e-12 A | Mga pagsukat sa iisang molekula, tunneling microscopy. |
| femtoampere | fA | 1.000e-15 A | Mga pag-aaral sa ion channel, molecular electronics, mga quantum device. |
| attoampere | aA | 1.000e-18 A | Single-electron tunneling, teoretikal na quantum limit. |
Mga Karaniwang Yunit
| Pangalan ng Yunit | Simbolo | Katumbas sa Ampere | Mga Tala sa Paggamit |
|---|---|---|---|
| coulomb bawat segundo | C/s | 1 A (base) | Katumbas ng ampere: 1 A = 1 C/s. Ipinapakita ang depinisyon ng daloy ng charge. |
| watt bawat volt | W/V | 1 A (base) | Katumbas ng ampere: 1 A = 1 W/V mula sa P = VI. Ugnayan sa power. |
Legacy at Siyentipiko
| Pangalan ng Yunit | Simbolo | Katumbas sa Ampere | Mga Tala sa Paggamit |
|---|---|---|---|
| abampere (EMU) | abA | 10.0 A | Yunit sa CGS-EMU = 10 A. Lumang yunit sa electromagnetiko. |
| statampere (ESU) | statA | 3.336e-10 A | Yunit sa CGS-ESU ≈ 3.34×10⁻¹⁰ A. Lumang yunit sa elektrostatiko. |
| biot | Bi | 10.0 A | Alternatibong pangalan para sa abampere = 10 A. Yunit sa CGS electromagnetiko. |
Mga Madalas Itanong
Ano ang pagkakaiba ng kuryente at boltahe?
Ang boltahe ay presyon ng kuryente (tulad ng presyon ng tubig). Ang kuryente ay rate ng daloy (tulad ng daloy ng tubig). Ang mataas na boltahe ay hindi nangangahulugang mataas na kuryente. Maaari kang magkaroon ng 10,000V na may 1 mA (static shock), o 12V na may 100 A (starter ng kotse). Ang boltahe ay nagtutulak, ang kuryente ay dumadaloy.
Alin ang mas mapanganib: boltahe o kuryente?
Ang kuryente ang nakamamatay, hindi ang boltahe. Ang 100 mA sa iyong puso ay maaaring nakamamatay. Ngunit ang mataas na boltahe ay maaaring pilitin ang kuryente sa iyong katawan (V = IR). Iyon ang dahilan kung bakit mapanganib ang mataas na boltahe—nalalampasan nito ang resistensya ng iyong katawan. Ang kuryente ang mamamatay-tao, ang boltahe ang tagapag-ugnay.
Bakit iba ang pakiramdam ng AC na kuryente kaysa sa DC?
Ang 60 Hz AC ay nagiging sanhi ng mga pag-urong ng kalamnan sa frequency ng power grid. Hindi makakabitaw (pag-lock ng kalamnan). Ang DC ay nagiging sanhi ng iisang pagkabigla. Ang AC ay 3-5× na mas mapanganib sa parehong antas ng kuryente. Gayundin: Ang halaga ng AC RMS = epektibong katumbas ng DC (120V AC RMS ≈ 170V peak).
Gaano karaming kuryente ang ginagamit ng isang karaniwang sambahayan?
Buong bahay: 100-200 A na service panel. Isang saksakan: 15 A na sirkito. Bumbilya: 0.5 A. Microwave: 10-15 A. Air conditioner: 15-30 A. Charger ng de-kuryenteng kotse: 30-80 A. Nag-iiba ang kabuuan, ngunit nililimitahan ng panel ang maximum.
Maaari ka bang magkaroon ng kuryente nang walang boltahe?
Sa mga superconductor, oo! Ang zero resistance ay nangangahulugang dumadaloy ang kuryente na may zero na boltahe (V = IR = 0). Ang persistent na kuryente ay maaaring dumaloy magpakailanman. Sa mga normal na konduktor, hindi—kailangan mo ng boltahe para itulak ang kuryente. Ang pagbaba ng boltahe = kuryente × resistensya.
Bakit limitado ang USB sa 0.5-5 A?
Manipis ang USB cable (mataas na resistensya). Sobrang kuryente = sobrang pag-init. USB 2.0: 0.5 A (2.5W). USB 3.0: 0.9 A. USB-C PD: hanggang 5 A (100W). Mas makapal na mga wire, mas mahusay na paglamig, at aktibong negosasyon ay nagbibigay-daan sa mas mataas na kuryente nang ligtas.
Kumpletong Direktoryo ng mga Tool
Lahat ng 71 na tool na magagamit sa UNITS