Ampere

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 13. september 2022; verifikation kræver 1 redigering .

Ampere (russisk betegnelse: A; international: A) er en måleenhed for styrken af ​​elektrisk strøm i det internationale system af enheder (SI) , en af ​​de syv grundlæggende SI-enheder . I ampere måles også den magnetomotoriske kraft og den magnetiske potentialforskel (det forældede navn er ampere-turn ) [1] : en magnetomotorisk kraft på 1 ampere (ampere-turn) er en sådan magnetomotorisk kraft, der skaber et lukket kredsløb, hvorigennem en strøm svarende til 1 ampere flyder . Ud over SI-systemet er amperen en strømstyrkeenhed og er en af ​​grundenhederne i MKSA -enhedssystemet .

Definition

Den 16. november 2018, på den XXVI General Conference of Weights and Measures , blev en ny definition af ampere vedtaget, baseret på brugen af ​​den numeriske værdi af den elementære elektriske ladning . Ordlyden, der træder i kraft den 20. maj 2019, lyder [2] [3] :

Amperen, symbol A (A), er SI-enheden for elektrisk strøm. Den bestemmes ved at tage den faste numeriske værdi af den elementære ladning e til at være 1,602176634 × 10 −19 , når den udtrykkes i enheden C , som svarer til Ac , hvor den anden er defineret som

 er strålingsfrekvensen svarende til overgangen mellem to hyperfine niveauer af cæsium-133- atomets grundtilstand [4] .

Historie

Oprindelse

Den måleenhed, der blev foreslået på den 1. internationale kongres for elektrikere [5] (1881, Paris ) og vedtaget på den internationale elektriske kongres (1893, Chicago ) [6] er opkaldt efter den franske fysiker André Ampère . Det blev oprindeligt defineret som en tiendedel af strømmen af ​​CGSM -systemet (denne enhed, nu kendt som abampere eller bio , definerede en strøm, der producerer en kraft på 2 dyn pr. centimeter længde mellem to tynde ledere i en afstand på 1 cm ) [7] .

International ampere

I 1893 blev definitionen af ​​strømenheden vedtaget som den strøm, der kræves til elektrokemisk aflejring af 1,118 milligram sølv pr. sekund fra en opløsning af sølvnitrat [5] . Det blev antaget, at enhedsværdien ikke ville ændre sig, men det viste sig, at den ændrede sig med 0,015 %. Denne enhed blev kendt som den internationale ampere.

1948 definition

Definitionen af ​​ampere, foreslået af Den Internationale Komité for Vægte og Mål i 1946 og vedtaget af IX General Conference on Weights and Measures (CGPM) i oktober 1948 , lyder [8] [9] [10] :

Ampere er styrken af ​​en uændret strøm, som, når den passerer gennem to parallelle retlinede ledere af uendelig længde og ubetydelig cirkulært tværsnitsareal, placeret i vakuum i en afstand af 1 meter fra hinanden, ville forårsage en vekselvirkningskraft lig med 2 ⋅ på hver sektion af lederen 1 meter lang 10 −7 newton .

Således blev den oprindelige definition faktisk returneret.

Af denne definition af amperen fulgte det, at den magnetiske konstant er lig med H / m eller, hvilket er det samme, N /A² nøjagtigt . Denne erklæring bliver tydelig, hvis vi tager højde for, at vekselvirkningskraften af ​​to uendelige parallelle ledere placeret i en afstand fra hinanden, gennem hvilke strømme flyder og pr. længdeenhed, udtrykkes ved forholdet:

Efter at definitionen af ​​måleren blev ændret i 1983 (fra 1960 var den bundet til bølgelængden af ​​en bestemt stråling fra krypton-86-atomet, og i 1983 blev den defineret som den afstand, lyset rejser i en bestemt tid) og blev fast. (det vil sige nøjagtigt bestemt) værdien af ​​lyshastigheden c , som et resultat blev værdien af ​​den elektriske konstant ε 0 også fast , da ε 0 μ 0 per definition er lig med 1/ c 2 [6] :

F/m ≈ 8,85418781762039 × 10 −12 F m −1 .

Definitionen af ​​amperen, der blev vedtaget i 1948, viste sig imidlertid at være svær at implementere, og siden 1980'erne begyndte kvanteanordninger at blive brugt som en praktisk implementering af amperestandarden, som ved hjælp af Ohms lov bandt amperen til volten og ohm ( 1 A \u003d 1 V / 1 Ohm ), og disse blev til gengæld realiseret ved hjælp af Josephson-effekten og kvante-Hall-effekten som visse afhængigheder af Planck-konstanten h og den elementære ladning e . Derfor gjorde fastsættelse af de numeriske værdier af Plancks konstant (nødvendigt primært for at omdefinere kilogrammet ) og den elementære ladning det muligt at indføre en ny definition af amperen, bundet til værdierne af de fundamentale konstanter [6] .

Definition af 2019

I 2018, ved den 26. CGPM , blev den nuværende definition af amperen vedtaget og trådte i kraft året efter (samtidig blev den gamle definition af amperen, som havde været gældende siden 1948, annulleret). Værdien af ​​amperen ændrede sig ikke, da definitionen blev ændret. Ændringen i definitionen førte imidlertid til, at ovenstående udtryk for de magnetiske og elektriske konstanter μ 0 og ε 0 ophørte med at være nøjagtige, og begyndte kun at blive udført numerisk (men med stor nøjagtighed) og er genstand for eksperimentel måling . Den relative standardusikkerhed for μ 0 og ε 0 er lig med den relative standardusikkerhed for α ( finstrukturkonstant ), nemlig 2,3 × 10 −10 på tidspunktet for vedtagelsen af ​​2018-resolutionen [11] .

Multipler og submultipler

I overensstemmelse med den fulde officielle beskrivelse af SI indeholdt i den aktuelle version af SI-brochuren ( fr.  Brochure SI , eng.  The SI Brochure ), udgivet af International Bureau of Weights and Measures (BIPM) , decimalmultipler og submultipler af amperen er dannet ved hjælp af standard SI-præfikser [9] [12] . "Forordninger om mængdeenheder, der er tilladt til brug i Den Russiske Føderation", vedtaget af Den Russiske Føderations regering , giver mulighed for brug af de samme præfikser i Rusland [13] .

Multipler Dolnye
størrelse titel betegnelse størrelse titel betegnelse
10 1 A dekaampere Ja daA 10-1 A _ decimpere Ja dA
10 2 A hektoampere ha hA 10-2 A _ centiampere SA cA
10 3 A kiloampere kA kA 10-3 A _ milliamp mA mA
10 6 A megaampere MA MA 10-6 A _ mikroamp uA µA
10 9 A gigaamp GA GA 10-9 A _ nanoamp på den nA
10 12 A teraampere TA TA 10-12 A _ picoamp pA pA
10 15 A petaampere PA PA 10-15 A _ femtoampere F fA
10 18 A exaampere EA EA 10-18 A _ attoampere aa aA
10 21 A zettaampere OM ZA 10-21 A _ zeptoampere om zA
10 24 A iottaampere IA YA 10-24 A _ ioktoampere IA yA
     anbefales til brug      anvendelse anbefales ikke

Forholdet til andre SI-enheder

Hvis strømmen i lederen er 1 ampere, så går der på et sekund en ladning svarende til 1 coulomb gennem tværsnittet [14] .

En potentialforskel på 1 volt i enderne af en leder med en elektrisk modstand på 1 ohm skaber en strøm på 1 ampere i den.

Hvis en kondensator med en kapacitet på 1 farad oplades med en strøm på 1 ampere, så vil spændingen på pladerne stige med 1 volt hvert sekund.

Hvis du ændrer strømmen med en hastighed på 1 ampere pr. sekund i en leder med en induktans på 1 henry , skabes en induktions-emk svarende til en volt i den.

Se også

Noter

  1. ↑ Magnetomotive force // Great Soviet Encyclopedia
  2. ↑ Le Système international d'unités (SI) / Det internationale system af enheder (SI) . - BIPM, 2019. - S. 20, 132. - ISBN 978-92-822-2272-0 .
  3. ↑ SI-brochure, 2019 , s. 16, 84.
  4. ↑ ampere (A) . www.npl.co.uk. _ Hentet 21. maj 2019. Arkiveret fra originalen 20. januar 2021.
  5. ↑ 1 2 Amperens historie , Størrelser, 1. april 2014 , < http://www.sizes.com/units/ampHist.htm > . Hentet 29. januar 2017. Arkiveret 20. oktober 2016 på Wayback Machine 
  6. ↑ 1 2 3 SI-brochure, 2019 , s. 92-93.
  7. ↑ Kowalski, L, A short history of the SI units in electricity , Montclair , < http://alpha.montclair.edu/~kowalskiL/SI/SI_PAGE.HTML > Arkiveret 29. april 2009 på Wayback Machine 
  8. ↑ SI-brochure, 2019 , s. 48.
  9. ↑ 1 2 SI-brochuren Arkiveret 26. april 2006 på Wayback Machine Beskrivelse af SI på webstedet International Bureau of Weights and Measures .
  10. ↑ Forordninger om mængdeenheder, der er tilladt til brug i Den Russiske Føderation. Grundlæggende enheder i International System of Units (SI) (utilgængeligt link) . Federal Information Foundation for sikring af ensartethed af målinger . Rosstandart . Hentet 28. februar 2018. Arkiveret fra originalen 18. september 2017. 
  11. ↑ SI-brochure, 2019 , s. 82-84.
  12. ↑ SI-brochure, 2019 , s. 27.
  13. ↑ Forordninger om mængdeenheder tilladt til brug i Den Russiske Føderation (utilgængeligt link) . Hentet 28. december 2014. Arkiveret fra originalen 5. marts 2016. 
  14. ↑ Bodanis, David (2005), Electric Universe , New York: Three Rivers Press, ISBN 978-0-307-33598-2 

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger
 SI enheder
Grundlæggende enheder
Afledte enheder
med specielle navne
Accepteret til
brug med SI
se også