تفاوت ولت، وات، آمپر و اُهم چیست؟ برق چرا به این ها نیاز دارد؟ (به زبان ساده)

وقتی قبض برق منزل را دریافت می کنیم، غیر از ارقام مربوط به مهلت پرداخت و مبلغ پرداخت، رقم های دیگر نیز روی آن نوشته شده است.

از جمله وات و کیلو وات ساعت که نشان دهنده حجم برق مصرفی است.

اما وقتی برای خرید تجهیزات الکتریکی به مغازه ها می رویم ارقامی مانند لامپ ۱۲ وات “watt”

باتری ۹ ولت “volt” یا جارو برقی با قدرت مکش ۱۵ آمپر “amps” می بینیم.

اما این رقم ها اصلا یعنی چه؟

چرا این همه معیارهای مختلف برای اندازه گیری چیزه ساده ای مثل برق وجود دارد؟

خوشبختانه جواب مانند توضیحاتی که شرکت های  تولید کننده و همچنین دانشمندان به ما می دهند گیج کننده نیست!

بخاطر اینکه باید عوامل مختلفی در یک مدار الکتریکی اتفاق بیافتد تا برق جریان پیدا کند.

و وسایل مختلف توسط برق شروع به کار کنند.

برای مثال شیر آبی که روی سینک ظرفشویی است را به عنوان یک مدار در نظر بگیر.

اگر بخواهیم که آب از آن خارج شود به دو چیز نیاز داریم.

ما به خود آب نیاز داریم و مقداری فشار که آن را از لوله خارج کند و به دست ما برساند.

در مورد برق این دو چیز یکی خود برق است و یکی الکترون ها.

بنابراین برق برای جریان پیدا کردن در یک مدار به الکترون ها نیاز دارد تا فشار برای حرکت درون سیم ها و مدارهای مختلف را بدست بیاورد.

ولت چیست؟

اما این الکترون ها را چه چیزی به حرکت در میاورد؟

همانطور که گفتم الکترون ها برای حرکت نیاز به نیرویی دارند تا باعث شود به حرکت در بیایند.

درست مانند آب در لوله که توسط فشاری که به آن وارد می شود حرکت می کند.

همانطور که می دانی دو قطب منفی یک آهنربا، اگر به یکدیگر نزدیک شوند

در اثر نیرویی از یکدیگر جدا می شوند.

بنابراین در برق نیز از الکترون استفاده می شود.

این الکترون ها به دلیل اینکه همگی منفی هستند

همیشه از یکدیگر فاصله میگیرند و همین امر باعث حرکت آنها در یک مدار می شود.

این فشاری که الکترون های منفی بوجود می آورند ولتاژ نامیده می شود.

هرچه فشار بین الکترون ها بیشتر باشد ولتاژ نیز بیشتر است.

بنابراین در یک باتری الکترون ها از سر منفی به سر مثبت حرکت می کنند.

تا به نوعی از یکدیگر فرار کنند و راه خروج پیدا کنند.

کار شرکت برق تامین این ولتاژ است.

اگرچه ولت فقط شاخصه اندازه گیری مقدار جریان عبوری از یک مسیر مانند کابل برق است.

اما اندازه آن برای ما بسیار مهم است چون مدارهای مختلفی تولید شده اند و می توانند فقط مقدار جریان مشخصی که وارد آنها می شود را تحمل کنند.

برای مثال مدار ساخته شده یک سشوار برای استفاده در آمریکا با مدار ساخته شده یک سشوار  برای استفاده در ایران متفاوت است.

اگر سشوار آمریکایی را در ایران به برق بزنیم با یک دود آبی مواجه می شویم که نشان دهنده سوختن سشوار است!

چون در آمریکا شدت جریان برق خانگی برابر با ۱۱۰ ولت است ولی در ایران و اروپا برابر با ۲۲۰ ولت.

آمپر چیست؟

آمپر “ampere” واحد اندازه گیری سرعت جریان الکتریکی عبوری از یک نقطه مشخص شده در یک ثانیه است.

بنابراین وقتی آمپر و ولت را کنار هم می گذاریم می توانیم بفهمیم چقدر جریان در حال عبور است و با چه شدتی در حال عبور است.

وقتی این دو واحد یعنی آمپر و ولت را در یکدیگر ضرب کنیم واحد سوم یعنی وات “watt” بدست می آید.

وات چیست؟

مثال:

می خواهیم یک ژنراتور آبی را بچرخانیم و از آن برای تولید برق استفاده کنیم.

فرض کنیم یک تفنگ آب پاش بسیار قوی داریم که آب را با فشار بسیار زیادی از درون سوراخ ریزی که جلوی آن وجود دارد عبور میدهد.

حتی اگر این فشار باعث شود تمام آب داخل تفنگ آبی از سوراخ بسیار ریز آن در زمان یک ثانیه عبور کند با این که به نظر آب باریکی از آن بیرون می آید

اما فشار زیادی که دارد باعث تولید نیرو برای حرکت ژنراتور می شود.

اما به جای یک تفنگ آبی با سوراخ ریز و فشار زیاد، بیایید یک شیلنگ آب را تصور کنیم.

این شلنگ آب سوراخ گشاد تری دارد بنابراین آب بیشتری از آن عبور می کند اما با فشار کمتر نسبت به تفنگ آبی.

اما بخاطر اینکه سوراخ شلنگ بزرگ تر است آب بیشتر را در یک ثانیه از خود عبور می دهد.

و ژنراتور را با سرعت یکسانی که با تفنگ آب آن را چرخاندیم خواهد چرخید.

اگر تصور کنیم که تفنگ آبی و شیلنگ بجای آب، برق از خود عبور دهند.

در این صورت می توانیم بگوییم که هر دوی آنها مقدار مساوی از وات را از خود عبور می دهند.

وات بطور خلاصه توانی است که برق می تواند تولید کند و با آن وسایل مختلف شروع به کار می کنند.

بیا با یک مثال واقعی موضوع را روشن تر کنیم.

فرض کنیم که ما یک پاور کامپیوتر ۱۱۰۰ واتی داریم.

اگر ما آن را به یک پریز با شدت جریان  ۱۱۰ ولت متصل کنیم با یک محاسبه ساده مشخص می شود که ۱۰ آمپر جریان در حال عبور از این پاور است.

watt 1100 / 110 volt = 10 AMPS

اما اگر همان پاور کامپیوتر را به یک پریز با شدت جریان ۲۲۰ ولت متصل کنیم جریان عبور از این پاور ۵ آمپر خواهد بود.

 watt ۱۱۰۰ / ۲۲۰ volt = 5 AMPS

بنابراین وقتی مقدار وات هر دو پاور کامپیوتر یکی باشد حتی اگر مقادیر ولت و آمپر آنها با هم فرق  داشته باشد کامپیوتر در هر دو حالت روشن خواهد شد.

چون وات یا توان وارد شده به آنها یکسان است.

اما چرا قبض برق مان به کیلو وات ساعت محاسبه می شود؟

این مقدار انرژی است که در خانه ما مصرف می شود

وات و کیلو وات نشان دهنده این هستند که چه مقدار انرژی در قسمتی از واحد زمان مصرف شده است.

ضرب کردن رقم کیلو وات در واحد زمان (ساعت)، رقمی را نشان خواهد داد که مقدار انرژی مصرف شده ما توسط کولر، کامپیوتر، لامپ ها و.. همه در یکجا است.

اُهم چیست؟

اهم “ohm” واحد اندازه گیری مقاومت یک سیم یا هر مداری که با برق سر و کار دارد است.

مقاومت در همه مدارها وجود دارد یکی بیشتر یکی کمتر.

فرض کنید آب از دو لوله، یکی با قطر کمتر و یکی با قطر بیشتر قرار است عبور کند.

لوله ای که قطر آن کمتر است آب کمتری را از خود عبور می دهد بنابراین مقاومت آن بیشتر است.

اما برعکس لوله ای که بزرگ تر است آب بیشتری را عبور پس مقاومت آن کمتر است.

مثال:

این مقاومت زمانی بدرد می خورد که بخواهیم فرضا یک LED را باید یک باتری ۹ آمپری روشن کنیم.

اگر مستقیما باتری را به LED متصل کنیم خواهد سوخت.

چون باتری ۹ آمپر است ولی LED فقط تحمل دو میلی آمپر را دارد.

اگر یک مقاومت ۴۷۰ اهمی سر راه آن قرار دهیم می توانیم ال ای دی را به راحتی روشن کنیم.

اما ظرفیت باتری چیست؟

ظرفیت باتری را با میلی آمپر/ ساعت اندازه گیری می کنند.

مثال:

یک سطل پر آب را تصور کنید.

مقدار آبی که در آن جای میگیرد ظرفیت آن است و ربطی به جریان و سرعت عبور آن ندارد.

بنابراین یک سطل بزرگتر به این معنی است که می توان دفعات بیشتری مثلا یک موبایل را شارژ کرد.

یک پاور بانک هرچه عدد میلی آمپر آن بیشتر باشد  دفعات بیشتری می تواند یک موبایل را شارژ کند.

برای آشنایی بیشتر با برق و نحوه اندازه گیری مقادیر مختلف پیشنهاد می‌کنم مقاله (چطور از قابلیت‌های مولتی متر استفاده کنیم؟) را مطالعه کنی.