ตั้งแต่แรกเกิดและตลอดชีวิต เครื่องใช้ไฟฟ้ารอบตัวคน สิ่งเหล่านี้รวมถึง: เครื่องใช้ในครัวเรือน, ไฟส่องสว่างในบ้านและถนนของเรา, การสื่อสารเคลื่อนที่, แม้แต่รถยนต์สมัยใหม่ก็เปลี่ยนไปใช้ไฟฟ้า อุปกรณ์ทั้งหมดเหล่านี้ใช้กระแสไฟฟ้า บางตัวใช้กระแสไฟฟ้า บางตัวดึงมาจากแบตเตอรี่และตัวเก็บประจุ และอุปกรณ์อื่นๆ จากแหล่งพลังงานทางเลือก ("กังหันลม" แผงโซลาร์เซลล์ ฯลฯ) และมีกี่คนที่รู้ว่าอะไรคือหน่วยวัดความแรงของกระแส และอะไรคือกระแสไฟฟ้า? ในบทความนี้ เราจะมาตอบคำถามเหล่านี้
มาเริ่มกันที่แนวคิดพื้นฐานกัน กระแสไฟฟ้าคือการเคลื่อนที่ตามคำสั่งของอนุภาคที่มีประจุในตัวนำ พิจารณาเงื่อนไขสำหรับการมีอยู่ของกระแส:
- การปรากฏตัวของอิเล็กตรอนอิสระในตัวนำโลหะ
- การปรากฏตัวของสนามไฟฟ้า (สนามดังกล่าวถูกสร้างขึ้นเนื่องจากแหล่งที่มาปัจจุบัน)
ตอนนี้เรามาดูการพิจารณาสิ่งเช่นหน่วยของกระแสกัน ค่าสเกลาร์นี้แสดงด้วยอักษรละติน I หน่วยของความแรงของกระแสจะถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของประจุ q ที่ผ่านหน้าตัดของตัวนำโลหะจนถึงช่วงเวลา t ในระหว่างที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำ ดังนั้น สูตรจึงมีรูปแบบดังนี้: I=q/ t. หน่วยของความแรงของกระแสจะแสดงจำนวนประจุที่จะไหลผ่านหน้าตัดของเส้นลวดต่อหน่วยเวลา
ทุกอย่างล้วนแต่เป็นพื้นฐาน ทีนี้มาดูว่าหน่วยใดเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปสำหรับการวัดความแรงของกระแส เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้ดูระบบหน่วยสากล (SI) ตามมาด้วยหน่วยวัดความแรงของกระแสคือแอมแปร์ หน่วยนี้ได้รับชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่นักฟิสิกส์คณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส André-Marie Ampère (1775-1836) เขาแนะนำคำศัพท์ต่างๆ เช่น อิเล็กโทรไดนามิกส์ ไฟฟ้าสถิต โซลินอยด์ EMF กัลวาโนมิเตอร์ กระแสไฟฟ้า แรงดันไฟ และอื่นๆ นักวิทยาศาสตร์ A. M. Amper ทำนายการเกิดขึ้นของวิทยาศาสตร์เช่น "ไซเบอร์เนติกส์" เขากลายเป็นผู้ค้นพบปฏิสัมพันธ์ทางกลของตัวนำกับกระแสไฟฟ้าแนะนำกฎสำหรับกำหนดทิศทางของกระแส
ตอนนี้เรามาลองวิเคราะห์แนวคิดนี้จากมุมมองของฟิสิกส์เบื้องต้นกัน ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องเน้นคุณสมบัติของกระแสไฟฟ้าผ่านตัวนำคู่ขนานสองตัว หากอนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่ไปตามเส้นลวดสองเส้นในทิศทางเดียวกัน ตัวนำดังกล่าวจะเริ่มดึงดูด และหากอนุภาคนั้นเคลื่อนที่ไปในทิศทางต่างๆ แล้วตัวนำก็จะมีแนวโน้มที่จะผลักกัน หน่วยของความแรงกระแสหนึ่งแอมแปร์ถือเป็นแรงดังกล่าว เนื่องจากลวดคู่ขนานสองเส้นยาวหนึ่งเมตร เว้นระยะห่างกัน 1 เมตร จะเริ่มโต้ตอบกับแรง 0.0000002N
โดยสรุป สมมติว่าความรู้เกี่ยวกับแนวคิดดังกล่าวเป็นจุดแข็งในปัจจุบัน จะช่วยกำหนดปริมาณพลังงานที่เครื่องใช้ไฟฟ้าใช้ ซึ่งช่วยให้คำนวณภาระสายไฟในบ้านได้ง่าย และช่วยปกป้องบ้านจากไฟไหม้หรือความเสียหายต่ออุปกรณ์ไฟฟ้า ซึ่งมักเกิดขึ้นเมื่อไม่จำหน่ายเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนอย่างเหมาะสม
