Vahvistimet, voltit ja watit ovat kaikki tapoja mitata sähkön eri puolia. Ampeeri tai ampeeri (A tai I, virta) on piirin virran määrä, kun taas jännite (V) on piirin läpi kulkevan virran voimakkuus ja wattia (W) piirin vapauttama teho sekunnissa. Yksi watti on yhtä volttia kerrottuna yhdellä vahvistimella, joka voidaan ilmaista myös muodossa
1 W = 1 V × 1 A.
Yksi yleinen analogia, jota käytetään kuvaamaan näitä termejä, on puutarhaletku. Vahvistimet edustavat veden virtausta letkun läpi, kun taas voltit edustavat virtauksen voimakkuutta ja teho edustaa letkun sekunnissa tulevan veden kokonaismäärää.
Liittyy ohmeihin
Toinen läheisesti liittyvä mittaus on ohmia (Ω), joka on sähkövastuksen yksikkö. Palataksemme puutarhaletkun analogiaan, jos letkun halkaisija on suurempi, enemmän vettä pääsee virtaamaan läpi. Piiri, jolla on suuri vastusaste, ilmaistuna ohmeina, pystyy kuljettamaan vähemmän vahvistimia kuin yksi, jolla on pienempi vastus jännitteestä riippumatta. Jos korkeajännite kohtaa suuren vastuksen, piirin mahdollisen virran määrä on hyvin pieni – kapean letkun läpi ei pääse paljon vettä riippumatta siitä, kuinka korkea paine on. Ihmiset ilmaisevat usein virran ja vastarinnan välisen suhteen Ohmin laki:
A – V/Ω
Sähköpiireissä
Tutkijat käyttävät kaikkia näitä mittauksia työskennellessään sähköpiirien kanssa. Perusmuodossaan sähköpiirit koostuvat jännitelähteestä, jossa on positiivinen ja negatiivinen napa, kuten akku; kuorma; ja kaksi johtoa, jotka yhdistävät nämä kaksi. Kun virta (A) virtaa jännitelähteen (V) negatiivisesta liittimestä, se virtaa kohti positiivista johtimien läpi. Jos se kohtaa kuorman keskellä, kuten moottorin tai hehkulampun, se virtaa sen läpi vapauttaen tehon (W) valon tai työn muodossa. Kuorma tarjoaa myös vastusta (Ω), mikä saa virran hitaammin virtaamaan.
Käytännön sovellukset
Ymmärtäminen, miten nämä termit liittyvät toisiinsa, voi olla hyödyllistä sekä sähköisten perustöiden suorittamisessa että sen määrittämisessä, voiko olemassa oleva sähköpaneeli tukea toista laitetta. Vaikka wattia voidaan muuttaa, jännite on yleensä kiinteä, ja Yhdysvalloissa on 120 voltin standardi. Laitteen, joka käyttää paljon virtaa, kuten sähköliesi, on ehkä oltava erillisellä korkeamman jännitteen piirillä. Tämä johtuu siitä, että se vaatii suurempaa tehoa, eli se kuluttaa enemmän virtaa ajan yksikköä kohti kuin muut laitteet, joten se tarvitsee enemmän jännitettä. Ilman korkeampaa jännitettä se ei toimisi, koska se olisi nälkäinen sen virran vuoksi, jota se tarvitsee toimiakseen.
Eri sähköisten termien välisen suhteen ymmärtäminen voi myös auttaa kuluttajia arvioimaan kuukausittaiset sähkölaskut. Sähkönkulutus mitataan watteina tai wattitunteina, ja sähköyhtiöt mittaavat ja laskuttavat kulutusta kilowattituntina, mikä vastaa 1000 watin tehon käyttöä yhden tunnin ajan. Monet kotitaloudet käyttävät satoja kilowattitunteja kuukaudessa.
Kullekin kotitaloudelle laskutettavien kilowattien määrä on kytketty voltteihin ja ampeereihin. Jännitteet pysyvät vakioina, mutta vahvistimet muuttuvat virran kysynnän mukaan. Kun ihmiset kytkevät päälle useita laitteita tai käyttävät niitä pitkiä aikoja, he lisäävät virran kysyntää, mikä puolestaan lisää kulutettua wattia. Käyttämällä vähemmän laitteita tai siirtymällä tehokkaampiin laitteisiin, jotka vaativat vähemmän virtaa, ihmiset voivat vähentää kulutettujen kilowattien määrää ja pienentää energialaskuja.