Amperi, volti i vati su svi načini mjerenja različitih aspekata električne energije. Amper ili amper (A ili I, za struju) je količina struje u krugu, dok je napon (V) jačina struje dok teče kroz krug, a vati (W) su ukupni električni snaga koju strujni krug oslobađa u sekundi. Jedan vat je jednak jednom voltu pomnoženom s jednim amperom, što se također može izraziti kao
1 W = 1 V × 1 A
Jedna uobičajena analogija koja se koristi za ilustraciju ovih pojmova je ona s vrtnim crijevom. Amperi predstavljaju brzinu vode dok teče kroz crijevo, dok volti predstavljaju snagu protoka, a snaga predstavlja ukupnu količinu vode koja izlazi iz crijeva u sekundi.
Što se tiče Ohma
Još jedno blisko povezano mjerenje je ohm (Ω), koji je jedinica električnog otpora. Vraćajući se na analogiju s vrtnim crijevom, ako crijevo ima veći promjer, kroz njega će moći teći više vode. Krug s visokim stupnjem otpora, izražen u omima, može nositi manje ampera od kruga s nižim otporom, bez obzira na napon. Ako visoki napon naiđe na veliki otpor, količina moguće struje u krugu bit će vrlo mala – neće puno vode proći kroz usko crijevo, bez obzira na to koliko je visok tlak. Ljudi često izražavaju odnos između struje i otpora kao Ohmov zakon:
A – V/Ω
U električnim krugovima
Znanstvenici koriste sva ta mjerenja kada rade s električnim krugovima. U svom najosnovnijem obliku, električni krugovi se sastoje od izvora napona s pozitivnim i negativnim terminalom, poput baterije; teret; i dvije žice koje ih povezuju. Kada struja (A) teče iz negativnog terminala izvora napona (V), ona teče prema pozitivnom kroz žice. Ako naiđe na opterećenje u sredini, poput motora ili žarulje, protječe kroz to, oslobađajući snagu (W), u obliku svjetlosti ili rada. Opterećenje također pruža otpor (Ω), zbog čega struja teče sporije.
Praktične primjene
Razumijevanje kako se ti pojmovi međusobno odnose može biti korisno i za obavljanje osnovnih električnih radova i za određivanje može li postojeća električna ploča podržavati drugi uređaj. Dok su vati promjenjivi, napon je općenito fiksni, a SAD imaju standard od 120 volti. Uređaj koji koristi veliku količinu struje, kao što je električni štednjak, možda će morati biti na zasebnom strujnom krugu s višim naponom. To je zato što zahtijeva veću snagu, što znači da troši više struje po jedinici vremena od drugih uređaja, pa mu je potreban veći napon. Bez većeg napona, ne bi radio, jer bi bio gladan struje koja mu je potrebna da može raditi.
Razumijevanje odnosa između različitih električnih pojmova također može pomoći potrošačima u procjeni mjesečnih računa za struju. Potrošnja električne energije mjeri se u vatima, odnosno vat-satima, a elektroprivrede mjere i naplaćuju potrošnju u kilovat-satima, što je ekvivalentno korištenju 1000 vati snage za jedan sat. Mnoga kućanstva svaki mjesec koriste stotine kilovat-sati.
Broj kilovata koji se obračunava svakom kućanstvu povezan je s voltima i amperima. Volti ostaju konstantni, ali se pojačala mijenjaju na temelju potražnje za strujom. Kada ljudi uključe više uređaja ili ih pokreću dulje, povećavaju potražnju za strujom, što zauzvrat povećava ukupne potrošene vati. Pokretanjem manjeg broja uređaja ili prelaskom na učinkovitije uređaje koji zahtijevaju manje struje, ljudi mogu smanjiti broj potrošenih kilovata i smanjiti račune za energiju.