فهرست مطالب
تبدیل واحد جریان الکتریکی با این ابزار، میان هفت یکا انجام میشود: آمپر، کیلوآمپر، میلیآمپر، میکروآمپر، نانوآمپر، آبآمپر و استاتآمپر. عدد را بنویسید و یکای مبدأ و مقصد را انتخاب کنید؛ پیش‌فرض، آمپر به میلیآمپر است و یک آمپر، ۱۰۰۰ میلیآمپر نشان داده میشود. می‌توانید عدد را در هر دو کادر بنویسید. جدول‌های بازشوی پایین، معادل جریان شما را در همهٔ یکاها نشان می‌دهند. یکاهای بسیار کوچک، مثل استاتآمپر، با نماد علمی نمایش داده می‌شوند.
راهنمای استفاده از تبدیل جریان الکتریکی
- مقدار و واحد مبدأ را وارد کنید.
- واحد مقصد را انتخاب کنید.
- معادل در همهٔ واحدها را ببینید.
تبدیل واحد جریان الکتریکی؛ آمپر چیست؟
جریان الکتریکی، مقدار بار الکتریکی است که در هر ثانیه از یک نقطه می‌گذرد. یکای آن آمپر است، از یکاهای پایهٔ دستگاه بین‌المللی. یک آمپر، یعنی عبور یک کولن بار در هر ثانیه؛ تقریبا شش میلیارد میلیارد الکترون در ثانیه. از سال ۲۰۱۹ میلادی، آمپر با مقدار دقیق بار الکترون تعریف میشود. نام آن از آندره-ماری آمپر، فیزیکدان فرانسوی که پایه‌های الکترومغناطیس را گذاشت، گرفته شده است.
جریان‌ها در طیف بسیار گسترده‌ای وجود دارند: از نانوآمپر در حسگرهای حساس، تا میکروآمپر در ساعت‌های دیجیتال، میلیآمپر در مدارهای الکترونیکی، آمپر در وسایل خانگی و کیلوآمپر در صاعقه و صنایع سنگین. برای همین، پیشوندها بسیار به کار می‌روند و هر کدام، هزار برابر دیگری است.
آمپر، ولت و وات
سه کمیت اصلی برق، جریان، ولتاژ و توان، با رابطهٔ ساده‌ای به هم وصل‌اند: توان برابر ولتاژ ضرب در جریان است. دستگاهی که با ولتاژ ۲۲۰ ولت، ۱۰ آمپر جریان میکشد، ۲۲۰۰ وات توان دارد. برعکس، برای اینکه بدانید یک دستگاه چند آمپر میکشد، توان را بر ولتاژ تقسیم کنید: کتری برقی ۲۰۰۰ واتی، حدود ۹ آمپر. این حساب برای دستگاههای گرمایی، مثل بخاری و اتو، دقیق است؛ برای دستگاههای موتوری و الکترونیکی، به خاطر ضریب توان، جریان واقعی کمی بیشتر است.
ولتاژ برق خانگی در ایران، حدود ۲۲۰ تا ۲۳۰ ولت است. در کشورهایی با ولتاژ ۱۱۰ تا ۱۲۰ ولت، مثل آمریکا، همان دستگاه با همان توان، حدود دو برابر جریان میکشد. یکاهای توان، مثل وات و اسب بخار، در تبدیل توان آمده‌اند.
فیوز و سیم
فیوزها و کلیدهای مینیاتوری، برای قطع برق وقتی جریان از حد مجاز بیشتر شود، طراحی شده‌اند و ظرفیتشان به آمپر است؛ مثلا ۱۰، ۱۶ یا ۲۵ آمپر. ظرفیت فیوز، به ضخامت سیم مدار بستگی دارد؛ سیم نازک‌تر، فیوز کوچک‌تری لازم دارد. اگر چند دستگاه پرمصرف را هم‌زمان به یک مدار وصل کنید و جمع جریان‌هایشان از ظرفیت فیوز بیشتر شود، فیوز قطع میکند. هرگز فیوز را با فیوز بزرگ‌تر عوض نکنید؛ این کار، سیم را بیش از حد گرم میکند و خطر آتش‌سوزی دارد. انتخاب فیوز و سیم را به برقکار مجاز بسپارید.
| توان دستگاه | جریان با ۲۲۰ ولت، تقریبی |
|---|---|
| ۱۰۰ وات | حدود ۰٫۴۵ آمپر |
| ۵۰۰ وات | حدود ۲٫۳ آمپر |
| ۱۰۰۰ وات | حدود ۴٫۵ آمپر |
| ۲۰۰۰ وات | حدود ۹٫۱ آمپر |
| ۳۰۰۰ وات | حدود ۱۳٫۶ آمپر |
محافظ جان؛ ۳۰ میلیآمپر
جریان‌های بسیار کم هم برای بدن انسان خطرناک‌اند. جریانی چند ده میلی‌آمپری که از قلب بگذرد، میتواند ضربان آن را مختل کند. کلید محافظ جان، که به آن کلید جریان نشتی هم می‌گویند، اختلاف جریان رفت و برگشت مدار را می‌سنجد؛ اگر بیش از حدود ۳۰ میلیآمپر نشت ببیند، که یعنی جریانی از راهی دیگر، مثلا بدن انسان، به زمین می‌رود، برق را در کسری از ثانیه قطع میکند. نصب این کلید، بهویژه برای مدارهای حمام و آشپزخانه و فضای باز، توصیهٔ ایمنی رایج است.
شارژر و باتری؛ آمپر و آمپرساعت
خروجی شارژرهای گوشی و لپ‌تاپ، به آمپر یا میلیآمپر و ولت اعلام میشود؛ مثلا ۵ ولت و ۲ آمپر، یعنی ۱۰ وات. ظرفیت باتری اما به میلیآمپرساعت است که یکای جریان نیست، بلکه یکای بار است: جریان ضرب در زمان. باتری ۵۰۰۰ میلیآمپرساعتی، نظرا میتواند ۱۰۰۰ میلیآمپر را پنج ساعت بدهد. برای مقایسهٔ انرژی باتری‌ها با ولتاژهای متفاوت، میلیآمپرساعت را در ولتاژ ضرب کنید تا وات‌ساعت به دست آید. برای یکاهای انرژی، تبدیل انرژی را ببینید.
الکترونیک؛ میلیآمپر و میکروآمپر
در مدارهای الکترونیکی، جریان‌ها معمولا میلی‌آمپری‌اند. یک LED معمولی، حدود ۱۰ تا ۲۰ میلیآمپر جریان می‌خواهد و برای محدود کردن آن، مقاومتی سری با آن گذاشته میشود. پایه‌های میکروکنترلرها، مثل آردوینو، فقط چند ده میلیآمپر را تحمل می‌کنند؛ برای راه انداختن موتور یا رله، به ترانزیستور یا درایور نیاز است. دستگاههای باتری‌دار کم‌مصرف، مثل حسگرهای بی‌سیم، در حالت خواب فقط چند میکروآمپر مصرف دارند تا باتری‌شان ماه‌ها یا سال‌ها کار کند.
قانون اهم
قانون اهم، جریان را به ولتاژ و مقاومت وصل میکند: جریان برابر ولتاژ تقسیم بر مقاومت است. مقاومتی ۱۰۰۰ اهمی با ولتاژ ۵ ولت، جریانی ۵ میلی‌آمپری از خود عبور میدهد. در مسئله‌ها، ولتاژ به ولت و مقاومت به اهم باشد تا جریان به آمپر به دست آید؛ اگر مقاومت به کیلواهم داده شده، حاصل به میلیآمپر است. این ابزار، تبدیل میان آمپر و میلیآمپر را برای این حساب‌ها سریع میکند.
صاعقه و جریان‌های عظیم
صاعقه، یکی از بزرگ‌ترین جریان‌های طبیعی است: معمولا ده‌ها هزار آمپر، یعنی ده‌ها کیلوآمپر، برای کسری از ثانیه. صاعقه‌گیرها، این جریان را با مسیری کم‌مقاومت به زمین می‌برند تا از ساختمان عبور نکند. در صنعت، کوره‌های قوس الکتریکی ذوب فولاد و دستگاههای جوش نقطه‌ای، جریان‌های چند کیلوآمپری دارند.
یکاهای قدیمی؛ آبآمپر و استاتآمپر
پیش از رواج دستگاه بین‌المللی، فیزیکدانان با دستگاههای سانتیمتر-گرم-ثانیه کار می‌کردند که دو نسخه برای الکتریسیته داشت. در نسخهٔ الکترومغناطیسی، یکای جریان، آبآمپر یا بیوت، برابر ۱۰ آمپر بود. در نسخهٔ الکتروستاتیکی، استاتآمپر، یکایی بسیار کوچک، حدود ۳٫۳ ضرب در ده به توان منفی ۱۰ آمپر. این یکاها امروز فقط در متن‌های قدیمی فیزیک و برخی شاخه‌های نظری دیده می‌شوند؛ این ابزار برای خواندن آن متن‌ها، تبدیل را دارد.
برق تک‌فاز و سه‌فاز
برق خانه‌ها معمولا تک‌فاز است و برق کارگاه‌ها و ساختمان‌های بزرگ، اغلب سه‌فاز. در برق سه‌فاز، توان بین سه سیم پخش میشود و برای همان توان، جریان هر سیم کمتر است. برای مصرف‌کننده‌ای سه‌فاز و متعادل، جریان هر فاز، توان تقسیم بر جذر ۳ ضرب در ولتاژ خط است. با ولتاژ خط ۳۸۰ ولت، موتوری ۱۱ کیلوواتی، جریانی حدود ۱۷ آمپر در هر فاز، به علاوهٔ اثر ضریب توان و بازده، میکشد. انشعاب‌های برق هم به آمپر تعیین می‌شوند؛ مثلا انشعاب ۲۵ آمپر تک‌فاز یا ۳۲ آمپر سه‌فاز. برای تعیین انشعاب و طراحی مدار، با برقکار مجاز یا شرکت توزیع برق مشورت کنید.
جریان راه‌اندازی موتورها
موتورهای الکتریکی، در لحظهٔ روشن شدن جریانی چند برابر جریان کاری خود می‌کشند؛ گاهی پنج تا هفت برابر. برای همین، کولرها، یخچال‌ها و پمپ‌ها هنگام روشن شدن، ممکن است برای لحظه‌ای چراغ‌ها را کم‌نور کنند یا فیوز حساس را قطع کنند. فیوزهای مخصوص موتور، این جریان لحظه‌ای را تحمل می‌کنند. مولدهای برق اضطراری هم باید برای این جریان لحظه‌ای ظرفیت داشته باشند، نه فقط برای جریان کاری. روی پلاک موتورها، جریان نامی به آمپر آمده است.
جریان مستقیم و متناوب
برق باتری و شارژرها، جریان مستقیم است که همیشه در یک جهت جریان دارد. برق شهری، جریان متناوب است که جهتش در هر ثانیه ۵۰ بار عوض میشود. وقتی برای جریان متناوب عددی به آمپر گفته میشود، معمولا مقدار مؤثر آن منظور است؛ مقداری که همان اثر گرمایی جریان مستقیم هم‌اندازه را دارد. مقدار بیشینهٔ لحظه‌ای جریان متناوب، حدود ۱٫۴۱ برابر مقدار مؤثر است. آمپرمترها و مولتی‌مترهای معمولی، مقدار مؤثر را نشان می‌دهند. برای فرکانس، تبدیل فرکانس را ببینید.
سنجش جریان؛ مولتی‌متر و کلمپ‌متر
برای سنجش جریان با مولتی‌متر، باید مدار را باز کرد و مولتی‌متر را سری با آن قرار داد؛ کاری که برای برق شهری خطرناک است و فقط افراد آموزش‌دیده باید انجام دهند. کلمپ‌متر، یا آمپرمتر انبری، جریان را بدون باز کردن مدار، با سنجش میدان مغناطیسی اطراف سیم، اندازه می‌گیرد. مولتی‌مترها چند بازهٔ سنجش جریان دارند، مثلا میلیآمپر و آمپر، و ورودی جداگانه‌ای برای جریان‌های بزرگ. اشتباه در انتخاب بازه، میتواند فیوز داخلی دستگاه را بسوزاند.
جریان و گرما
هر جریانی که از یک سیم با مقاومت می‌گذرد، گرما تولید میکند و این گرما با مجذور جریان رشد میکند. دو برابر کردن جریان در یک سیم، گرما را چهار برابر میکند. برای همین، سیم‌های نازک برای جریان‌های بزرگ داغ می‌شوند و فیوز برای محافظت از سیم لازم است. همین اصل، پایهٔ کار بخاری برقی، اتو و کتری است که عمدا مقاومتی دارند تا جریان، گرما بسازد. در انتقال برق از نیروگاه، برای کم کردن جریان و تلفات گرمایی، ولتاژ را بسیار بالا می‌برند.
جریان در خودرو
سیستم برق خودرو، ولتاژ حدود ۱۲ ولت دارد و برای همین، همان توان، جریان بسیار بیشتری از برق شهری میکشد. استارت خودرو، در لحظهٔ روشن کردن موتور، جریانی چند صد آمپری از باتری می‌گیرد. ظرفیت باتری خودرو به آمپرساعت و جریان استارت سرد آن به آمپر اعلام میشود؛ مثلا باتری ۶۰ آمپرساعت با جریان استارت ۵۰۰ آمپر. فیوزهای خودرو، معمولا چند آمپر تا چند ده آمپرند و رنگشان، ظرفیتشان را نشان میدهد. وسیلهٔ ۱۲۰ واتی در خودرو، حدود ۱۰ آمپر جریان میکشد؛ همان توانی که در برق شهری حدود نیم آمپر است.
جریان در پنل خورشیدی
پنل‌های خورشیدی، جریان خروجی‌شان را به آمپر اعلام می‌کنند؛ جریان اتصال کوتاه و جریان در نقطهٔ توان بیشینه. پنلی ۴۰۰ واتی با ولتاژ کاری حدود ۴۰ ولت، حدود ۱۰ آمپر جریان میدهد. وقتی پنل‌ها سری بسته می‌شوند، ولتاژها جمع می‌شوند و جریان ثابت می‌ماند؛ وقتی موازی بسته می‌شوند، جریان‌ها جمع می‌شوند. انتخاب سیم، فیوز و کنترل‌کنندهٔ شارژ، به جریان کل بستگی دارد.
نمونهٔ کامل؛ چند دستگاه روی یک مدار
فرض کنید در آشپزخانه، کتری ۲۰۰۰ واتی، مایکروویو ۱۲۰۰ واتی و توستر ۸۰۰ واتی را هم‌زمان روشن می‌کنید و مدار، فیوز ۱۶ آمپری دارد. توان کل ۴۰۰۰ وات است و با ۲۲۰ ولت، جریانی حدود ۱۸ آمپر. این از ۱۶ آمپر بیشتر است و فیوز احتمالا قطع میکند. با جدا کردن یکی از دستگاه‌ها، جریان به حدود ۱۴٫۵ آمپر می‌رسد که زیر حد است. این حساب ساده، پیش از خرید دستگاه پرمصرف تازه هم مفید است.
جریان در بدن و پزشکی
بدن انسان هم با جریان‌های الکتریکی بسیار کوچک کار میکند؛ پیام‌های عصبی و ضربان قلب، با جابه‌جایی یون‌ها و جریان‌های بسیار کم همراه‌اند. دستگاه نوار قلب، ولتاژهای بسیار کوچکی را که از این فعالیت‌ها روی پوست ایجاد میشود، می‌سنجد. در درمان، دستگاه‌هایی مثل تحریک الکتریکی عضلات، جریان‌های چند میلی‌آمپری کنترل‌شده به کار می‌برند. دستگاه شوک قلبی، در لحظه‌ای کوتاه، جریانی بسیار بزرگ‌تر میدهد تا ریتم قلب را بازگرداند. همهٔ این دستگاه‌ها، برای ایمنی، با استانداردهای سخت‌گیرانه ساخته می‌شوند.
ترفندهای حساب ذهنی
آمپر به میلیآمپر: ضرب در هزار. میلیآمپر به میکروآمپر: ضرب در هزار. جریان دستگاه با برق ۲۲۰ ولت: توان به وات تقسیم بر ۲۲۰، یا تقریبا هر هزار وات حدود ۴٫۵ آمپر. جریان در خودرو با ۱۲ ولت: هر ۱۲ وات حدود یک آمپر. با این چند قاعده، بیشتر حساب‌های روزمرهٔ برق را بدون ابزار انجام می‌دهید.
کپی نتیجه
جملهٔ نتیجهٔ ابزار، مثل ۱ آمپر برابر ۱۰۰۰ میلیآمپر، با دکمهٔ کپی آمادهٔ چسباندن در گزارش یا تکلیف است. در نوشتن جریان، پیشوند را دقیق بنویسید و میان جریان، یعنی آمپر، و بار، یعنی آمپرساعت، فرق بگذارید.
جریان در درس فیزیک
در درس فیزیک، جریان با فرمول بار تقسیم بر زمان تعریف میشود؛ اگر ۱۲۰ کولن بار در یک دقیقه از سیمی بگذرد، جریان ۲ آمپر است. در مدارهای سری، جریان در همهٔ اجزا یکسان است و در مدارهای موازی، جریان کل، جمع جریان شاخه‌هاست. این دو قاعده، همراه قانون اهم، پایهٔ حل بیشتر مسئله‌های مدار در دبیرستان‌اند. در مسئله‌ها، جریان‌های داده‌شده به میلیآمپر را پیش از جای‌گذاری در فرمول، به آمپر تبدیل کنید؛ وگرنه حاصل هزار برابر نادرست میشود.
جهت قراردادی جریان، از قطب مثبت به منفی است؛ در حالی که الکترون‌ها در فلزها در جهت مخالف حرکت می‌کنند. این قرارداد از زمانی مانده که هنوز الکترون شناخته نشده بود و تغییرش، تمام کتاب‌ها و نمادها را به هم می‌ریخت. در حل مسئله‌ها، همان جهت قراردادی را به کار ببرید. اگر در پایان حل، جریانی منفی به دست آمد، یعنی جهت واقعی آن، خلاف جهتی است که در آغاز برای آن فرض کرده بودید؛ نه اینکه پاسخ شما در محاسبه لزوما نادرست بوده باشد.
اشتباه‌های رایج
اشتباه اول، یکی گرفتن میلیآمپر و میلیآمپرساعت. اشتباه دوم، تعویض فیوز با فیوز بزرگ‌تر. اشتباه سوم، فراموش کردن ولتاژ در حساب جریان از توان؛ ۲۲۰ و ۱۱۰ ولت، جریان را دو برابر تغییر می‌دهند. اشتباه چهارم، کم گرفتن خطر جریان‌های میلی‌آمپری برای بدن. اشتباه پنجم، اشتباه در پیشوندها؛ میلی و میکرو هزار برابر فرق دارند.
ابزارهای مرتبط
برای کمیت‌های دیگر، تبدیل واحد را باز کنید یا فهرست ابزارهای تبدیل واحد را ببینید.
آخرین بازبینی محتوا: · تیم تحریریه ابزار جیبی