Das Bauen eigener Schaltungen kann Spaß machen, wenn Sie die Grundprinzipien verstanden haben.
In der Elektronik sind Ampere und Joule zwei verschiedene, aber verwandte Maßeinheiten. Den Unterschied zwischen Ampere, Volt, Ohm und Joule zu verstehen, ist der erste Schlüssel zum Aufbau eigener Schaltungen. Glücklicherweise kann eine alltägliche Analogie helfen, diese Konzepte zu verdeutlichen.
Was ist ein Verstärker?
Ein Ampere oder Ampere ist die Standardmethode, um elektrischen Strom zu messen. Es ist definiert als die Strommenge, die benötigt wird, um ein Coulomb elektrische Ladung pro Sekunde zu transportieren. Eine Möglichkeit, sich diese Begriffe vorzustellen, besteht darin, sich vorzustellen, wie Melasse durch einen Gartenschlauch fließt. Die Stromstärke ist die Geschwindigkeit, mit der die Melasse fließt. Ein Coulomb ist die Menge an Melasse, die in einer Sekunde durch den Schlauch fließt.
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Was ist Spannung?
Um den Unterschied zwischen einem Ampere und einem Joule zu verstehen, müssen Sie die Spannung verstehen. Spannung ist die Differenz zwischen der Anzahl der Elektronen an einer Stelle und der Anzahl an einer anderen. Stellen Sie sich vor, Sie haben den mit Melasse gefüllten Schlauch noch nicht eingeschaltet. Es gibt eine Menge Melasse, die darauf wartet, aus dem Zapfen herauszukommen, aber keine am anderen Ende. Die Differenz zwischen dem vollen und dem leeren Ende ist die potentielle Energie. Das ist Spannung.
Was ist Widerstand?
Stellen Sie sich nun vor, dass der Gartenschlauch eine Reihe von Knicken aufweist, die das Fließen der Melasse erschweren. Dieser Widerstand wird in Ohm gemessen.
Eine nützliche Methode, um die Beziehung zwischen Strom, Spannung und Widerstand zu verstehen, ist das Ohmsche Gesetz. Es wird als E=IR ausgedrückt, wobei E gleich Spannung ist, I Strom ist und R gleich Widerstand ist. Anders ausgedrückt hängt der Melassefluss vom Druck am Stutzen (Spannung) und von der Anzahl der Knicke im Schlauch (Widerstand) ab.
Was ist ein Joule?
Ein Joule ist eine Einheit für Energie oder Arbeit. Ein Joule ist die Arbeit, die benötigt wird, um ein Ampere eine Sekunde lang durch einen Ohm Widerstand zu bewegen. Im Beispiel wird Energie benötigt, um die Melasse an den Knickstellen vorbei und durch das Ende heraus zu pumpen. Diese Energie könnte von einer Batterie (in einem Kreislauf) oder von einer Person, die ein Heimtrainer fährt (auf dem Hof), geliefert werden. Die Energiemenge, die benötigt wird, um die Melasse mit einer Geschwindigkeit von einem Coulomb pro Sekunde fließen zu lassen, beträgt ein Joule. Die Produktion von einem Joule pro Sekunde ist ein Watt.
Ampere vs. Joule
Ampere können nicht in Joule umgerechnet werden, da es sich um zwei verschiedene Einheiten handelt. Einer ist aktuell (Melasse fließt) und der andere ist Arbeit (Radfahren). Es besteht jedoch eine Beziehung zwischen ihnen. Um es zu finden, müssen Sie die Stromstärke, die Spannung und die Wattzahl (Anzahl der Joule pro Sekunde) kennen. Die Wattzahl ist die Amperezahl mal der Spannung. Dies bedeutet, dass die vom Radfahrer benötigte Arbeit die Durchflussmenge mal die Länge des Schlauchs ist.
