Ampere, Volt und Watt sind alle Möglichkeiten, verschiedene Aspekte von Elektrizität zu messen. Ein Ampere oder Ampere (A oder I für Strom) ist die Strommenge in einem Stromkreis, während Spannung (V) die Stärke des Stroms ist, der durch den Stromkreis fließt, und Watt (W) die gesamte elektrische Leistung Leistung, die von der Schaltung pro Sekunde freigesetzt wird. Ein Watt entspricht einem Volt multipliziert mit einem Ampere, was auch ausgedrückt werden kann als
1 W = 1 V × 1 A
Eine gängige Analogie zur Veranschaulichung dieser Begriffe ist die eines Gartenschlauchs. Ampere stellen die Wassermenge dar, die durch den Schlauch fließt, während Volt die Stärke des Flusses darstellt und die Wattzahl die Gesamtwassermenge darstellt, die pro Sekunde aus dem Schlauch austritt.
In Bezug auf Ohm
Eine weitere eng verwandte Messung ist Ohm (Ω), eine Einheit für den elektrischen Widerstand. Zurück zur Gartenschlauch-Analogie: Wenn der Schlauch einen größeren Durchmesser hat, kann mehr Wasser durchfließen. Ein Stromkreis mit einem hohen Widerstand, ausgedrückt in Ohm, kann unabhängig von der Spannung weniger Ampere führen als ein Stromkreis mit einem niedrigeren Widerstand. Wenn eine hohe Spannung auf einen hohen Widerstand stößt, ist der mögliche Strom im Stromkreis sehr gering – durch einen engen Schlauch gelangt nicht viel Wasser, egal wie hoch der Druck ist. Die Beziehung zwischen Strom und Widerstand wird oft als Ohmsches Gesetz ausgedrückt:
A – V/Ω
In Stromkreisen
Wissenschaftler verwenden all diese Messungen, wenn sie mit elektrischen Schaltungen arbeiten. Stromkreise bestehen in ihrer einfachsten Form aus einer Spannungsquelle mit einem Plus- und einem Minuspol, wie eine Batterie; eine Ladung; und zwei Drähte, die die beiden verbinden. Wenn ein Strom (A) aus dem Minuspol einer Spannungsquelle (V) fließt, fließt er durch die Drähte zum Pluspol. Trifft es in der Mitte auf eine Last, wie einen Motor oder eine Glühbirne, fließt es durch diese hindurch und setzt Leistung (W) in Form von Licht oder Arbeit frei. Die Last stellt auch einen Widerstand (Ω) bereit, wodurch der Strom langsamer fließt.
Praktische Anwendungen
Zu verstehen, wie diese Begriffe miteinander in Beziehung stehen, kann sowohl für die Durchführung grundlegender Elektroarbeiten als auch für die Feststellung nützlich sein, ob eine vorhandene Schalttafel ein anderes Gerät unterstützen kann. Während Watt veränderbar sind, ist die Spannung im Allgemeinen fest, wobei die USA einen 120-Volt-Standard haben. Ein Gerät, das viel Strom verbraucht, wie ein Elektroherd, muss möglicherweise an einem separaten Stromkreis mit einer höheren Spannung angeschlossen werden. Dies liegt daran, dass es eine höhere Wattleistung benötigt, dh es verbraucht mehr Strom pro Zeiteinheit als andere Geräte und benötigt daher mehr Spannung. Ohne die höhere Spannung würde es nicht laufen, weil es nach dem Strom hungern würde, den es zum Betrieb benötigt.
Das Verständnis der Beziehung zwischen verschiedenen elektrischen Begriffen kann den Verbrauchern auch helfen, die monatlichen Stromrechnungen zu bewerten. Der Stromverbrauch wird in Watt oder Wattstunden gemessen, und Energieversorger messen und berechnen den Verbrauch in Kilowattstunden, was dem Verbrauch von 1000 Watt Strom für eine Stunde entspricht. Viele Haushalte verbrauchen jeden Monat Hunderte von Kilowattstunden.
Die pro Haushalt in Rechnung gestellte Kilowattzahl ist in Volt und Ampere verbunden. Volt bleiben konstant, aber Ampere ändern sich je nach Strombedarf. Wenn Menschen mehr Geräte einschalten oder sie für längere Zeit betreiben, erhöhen sie den Strombedarf, was wiederum den Gesamtwattverbrauch erhöht. Durch den Betrieb von weniger Geräten oder den Wechsel zu effizienteren Geräten, die weniger Strom verbrauchen, können die Menschen die Anzahl der verbrauchten Kilowatt und die Energiekosten senken.