¿Hay una "unidad de tiempo" implícita involucrada en la medición de electricidad? (por ejemplo, millas por hora, kb por segundo, amperios por ???)

Los amplificadores incluyen el tiempo ...

Amps = Coulombs por segundo

Eso dice más simplemente que ...

Current = amount of charge per time interval

Es una métrica de flujo. Como el agua ... litros (volumen - > cantidad) por minuto (tiempo)

Con más profundidad

  

En términos prácticos, el amperio es una medida de la cantidad de electricidad   carga que pasa un punto en un circuito eléctrico por unidad de tiempo con 6.241   × 10 ¹⁸ electrones, o un coulomb por segundo que constituye un amperio.

- Artículo de Wikipedia

Sondeo

  

Cuando toco los cables de mi multímetro a un cable, ¿qué es exactamente?   "¿Mirando"?

Si está en el modo de medición de voltaje, está midiendo efectivamente la "presión" entre los dos cables, el grado en que las cargas en un cable buscan alcanzar el otro (pero no pueden). La razón por la que el gradiente de carga no se puede neutralizar depende del circuito. En un condensador, por ejemplo, una barrera de algún tipo lo previene. La existencia de una tensión entre dos puntos requiere que exista tal gradiente.

Si está en un modo de medición actual, los cables se instalan en la ruta actual (en serie con) y el medidor está midiendo cuánta carga fluye a través de ellos en tiempo unitario (en realidad lo hace de manera indirecta aplicando la ley de Ohm) .

Lectura adicional

Bodanis, David (2005), Electric Universe, Nueva York: Three Rivers Press, ISBN 978-0‐307‐33598‐2

La unidad de carga más fundamental es el electrón, pero no es práctico trabajar con él. Un coulomb es una unidad de carga más grande que representa la carga de aproximadamente 6,241,509,324,000,000,000 electrones. Un amperio es una unidad taquigráfica que representa un caudal de un coulomb (es decir, 6,241,509,324,000,000,000 electrones) por segundo, es decir que si un cable tiene un amperio de corriente directa que fluye a través de él, habrá aproximadamente 6,241,509,324,000,000,000 electrones más entrando en un extremo y dejando el otro, que viceversa.

En lugar de responder a tu pregunta directamente (otros lo han hecho bastante bien), me gustaría presentar un modelo mental y una herramienta analítica que te ayude a entender esas respuestas. Esa herramienta es análisis dimensional .

El concepto fundamental es que una unidad es un símbolo que se puede manipular algebraicamente. Creo que un ejemplo es el mejor. Sabemos que el volumen de un cuboide rectangular es su ancho, su altura, su profundidad. Digamos que lo medimos para que tenga 1 metro de alto, 2 metros de ancho y 3 metros de profundidad. Entonces:

$$ \ text {volume} = 1m \ cdot 2m \ cdot 3m $$

Si finges que \ $ m \ $ es solo un símbolo, como el proverbial \ $ x \ $ en álgebra, entonces sabes que:

$$ 1m \ cdot 2m \ cdot 3m = 6m ^ 3 $$

Es decir, el volumen de este cuboide es de seis metros cúbicos. Pero podemos medir el volumen en unidades distintas a los metros cúbicos. De hecho, cualquiera de las tres unidades de longitud, multiplicadas juntas, es una unidad de volumen. El área es dos unidades de longitud multiplicadas juntas, así que si multiplico área por longitud, obtengo volumen. Así que digamos que quiero medir el volumen en una unidad loca que acabo de hacer, el acre-pulgada.

¿Cuál es el volumen de nuestro cuboide en acres-pulgadas? Puedo comenzar con \ $ 6m ^ 3 \ $, que es \ $ 6 \ cdot m \ cdot m \ cdot m \ $. Luego puedo multiplicarlo por algunas fracciones donde el numerador y el denominador son iguales, pero en diferentes unidades. Estas son fracciones iguales a 1, pero multiplicar por 1 no cambia el número. Lo hace, sin embargo, déjame cambiar las unidades. Por las reglas del álgebra, cualquier término en el numerador puede cancelar el mismo término en el denominador. Entonces, de alguna manera, necesito obtener tres \ $ m \ $ en el denominador, y terminar con uno \ $ in \ $ y uno \ $ ac \ $ en el numerador.

$$ \ require {cancelar} \ frac {6 \ cancel {m m} \ cancel {m}} {1} \ frac {1ac} {4046.86 \ cancelar {m ^ 2}} \ frac {1 en} {2.54 \ cancelar {cm}} \ frac {100 \ cancel {cm}} {1 \ cancel {m}} \ approx 0.058ac \ cdot en $$

Seis metros cúbicos es igual a 0.058 acres-pulgadas. ¿Por qué querría medir el volumen en acres-pulgadas? No tengo ni idea, pero puedo. El punto es que las unidades pueden ser manipuladas algebraicamente.

Esto proporciona una nueva visión de lo que significan las unidades. Elija cualquier unidad, como watt , y wikipedia le dirá algo como:

$$ W = \ frac {J} {s} = \ frac {N \ cdot m} {s} = \ frac {kg \ cdot m ^ 2} {s ^ 3} = V \ cdot A $$

La elegancia de las unidades SI es que todas las unidades están relacionadas por un factor de 1, por lo que no tenemos que escribirlo. Entonces, lo que esto dice es que un vatio es igual a un julio por segundo. O, un metro de newton por segundo. O bien, un kilogramo cuadrado por segundo en cubos. O, un vatio es un voltio-amperio. Estos son todos lo mismo.

Vea cómo se relacionan las unidades con las ecuaciones eléctricas que ya conoce, como power \ $ P \ $ es el producto de la tensión \ $ E \ $ y la corriente \ $ I \ $:

$$ P = I E $$

Sabiendo que la corriente se puede medir en amperios y el voltaje es voltios, entonces la potencia se debe medir en voltios-amperios. Y oye, según Wikipedia, eso es un vatio:

$$ W = V \ cdot A $$

por lo tanto:

$$ \ frac {W} {V \ cdot A} = 1 $$

Digamos que usted mide el voltaje para ser \ $ 10V \ $ y la corriente para ser \ $ 10mA \ $. Entonces:

$$ P = \ frac {10 \ cancelar {mA}} {1} \ frac {10 \ cancelar {V}} {1} \ frac {\ cancel {A}} {1000 \ cancel {mA}} \ frac {W} {\ cancel {V} \ cdot \ cancel {A}} = 0.1W $$

Aquí hay algunos ejemplos más de análisis dimensional:

• enlace
• Consumo actual en milisegundos
• Cómo obtener alta corriente desde baterías de 9 voltios

  

Cuando se trata de voltaje, solo decimos "amperios", no "amperios por algo".

Tienes un malentendido.

Los amperios miden la corriente.

Los voltios miden la diferencia de potencial. Voltaje es otra palabra para diferencia de potencial, cuando lo estás midiendo con las unidades de voltios.

Como han respondido otros, los amperios miden el flujo de electrones, y un amp es equivalente a 1 cuolomb de carga que pasa por segundo.

Cuando la corriente en un cable está cambiando, no es raro medir la tasa de cambio en "amperios por segundo" o A / s.

  

He leído que los voltios son una medida de la energía potencial relacionada con julios y coulombs

Los voltios se pueden reescribir como vatios por amplificador o julios por cuolomb. Veamos la segunda forma, julios por cuolomb.

Significa que si el potencial en algún punto del espacio se mantiene constante a 1 V, tomará 1 julio de energía para empujar 1 C de carga a esa ubicación.

O tomaría 1 J / s mover 1 C / s a esa ubicación; 1 vatio por amperio de corriente que fluye hacia esa ubicación.

Una analogía mecánica puede ayudar a resolver las cosas.

En una analogía mecánica, fuerza es análoga a voltaje , mientras que velocidad es análoga a (eléctrica) corriente .

Como usted sabe, el producto de la fuerza y la velocidad es la potencia (mecánica) y, de manera análoga, el producto de la tensión y la corriente es la potencia (eléctrica).

Mientras que la fuerza es energía por metro, el voltaje es energía por Coulomb (Coulomb es la unidad de carga eléctrica).

Mientras que la velocidad es de metros por segundo, la corriente es de Coulombs por segundo.

Llamamos fuerza y voltaje a las variables a través de , mientras que la velocidad y la corriente son las variables a través de .

En cualquier caso, el producto de la variable transversal es la energía por segundo, que es la potencia.

Vamos a dar una foto con una analogía común para los circuitos.

Un circuito es como un río . El agua en un río siempre fluye "cuesta abajo" porque el agua en la parte superior de la colina quiere ir cuesta abajo. El agua siempre buscará un punto más bajo.

Si el agua siempre va cuesta abajo, ¿cómo es esto un circuito?

Bueno, puedes pensar en un río de "bucle" que fluye cuesta abajo, pero en un extremo, hay una rueda de agua de algún tipo que lleva el agua de la parte inferior a la parte superior. Esta rueda toma agua de bajo nivel, sin motivación para fluir en ninguna parte, y la "empuja" hacia el nivel alto, con mucha motivación para fluir cuesta abajo.

Si pensamos en "altura" como "energía potencial", la rueda hidráulica toma agua de energía potencial baja y la coloca en una posición de energía potencial alta, esencialmente "inyectando" energía potencial gravitatoria en el agua. esta agua recién energizada no desperdicia tiempo en gastar esa energía para ir cuesta abajo una vez más.

Esta "tendencia a moverse cuesta abajo" se llama potencial, que en nuestro caso es análogo a Voltaje .

La corriente del río es ... bueno ... Actual . ¿Cómo medirías la corriente de un río?

Yo diría ... "tome un cronómetro y mida cuántos litros de agua pasan por una determinada marca en el río en un segundo". Eso suena como una forma razonable de cuantificar una corriente. Litros por segundo.

En un circuito, su agua se carga. En lugar de medir cuántos litros de agua pasan a través de un punto en un cable después de un segundo, puede medir cuántas unidades de carga pasan a través de un punto específico en un cable por segundo.

Al igual que decir "decímetros cúbicos" es un bocado y le damos una unidad conveniente - "litro", le damos a "cargo por segundo" un nombre conveniente también - "amperios".

Hacemos esto mucho: "millas por galón" se convierte en "kilometraje", "kilogramos veces metros por segundo por segundo" se convierte en "newton", "julios por segundo" se convierte en "vatios".

Si la gravedad no lo está haciendo por usted, considere agua en las tuberías y presión del agua .

Tengo agua presurizada en un extremo y agua no presurizada en el otro. El agua se moverá del lado presurizado al lado no presurizado. La presión es una medida de la fuerza de todas las moléculas de agua que desean alejarse unas de otras. Las moléculas de agua tienen una distancia cómoda y presurizan el hecho de empujar esas moléculas de agua cada vez más cerca de ese punto cómodo.

Podrías recordar que los electrones se repelen entre sí. Cuando tienes un "alto voltaje", realmente tienes "alta presión de electrones": los electrones de relleno están demasiado juntos para su propia comodidad.

Tenga en cuenta que esta analogía es en realidad muy literal: ¡el voltaje realmente puede verse como literalmente presión de electrones!

Al igual que poner demasiado aire en un globo ... las cosas que están demasiado juntas querrán "alejarse", y hay una fuerza real.

Ahora, de vuelta a nuestras tuberías de agua, el agua querrá correr desde el extremo presurizado hasta el extremo sin presión.

Piensa cuidadosamente sobre la tubería. Cuando dejamos que el agua corra ... ¿qué es realmente correr? ¿Son las moléculas de agua? Imagine una sola molécula de agua en el extremo presurizado, y dejando que la presión "vaya". Esa molécula no se apresurará al otro extremo. Simplemente permanecerá en su lugar mientras la presión se iguala.

Entonces, ¿qué se está moviendo en realidad ?

La presión se mueve.

Digamos que tiene una pequeña pantalla en cada pulgada del tubo que mide la presión en ese punto exacto. Al principio, todos los de la izquierda son altos; Todos los de la derecha son bajos.

Cuando sueltas la presión ... ves que estas pantallas comienzan a cambiar. La "alteza" comienza moviéndose a la derecha.

Digamos que en una pantalla dice "50" para la presión, y luego la siguiente pantalla a la derecha dice "20". Un segundo después, la primera pantalla ahora dice "40" y la segunda dice "30". Puede ver esto como 10 unidades de "presión" que se mueven hacia la derecha a una velocidad de 10 unidades de presión por segundo. Esto es actual - 10.

Ahora estoy jugando un poco suelto con las dimensiones y con la forma de desechar las diferencias entre el potencial y la carga, pero el principio básico es el mismo.