Весы Киббла

---

Весы Киббла (ранее ватт-весы, по аналогии с ампер-весами) — прибор для установления соотношения между массой и электрической мощностью. Использовались с середины 1970-х годов для измерения величины постоянной Планка, в XXI веке используются для определения нового эталона килограмма, основанного исключительно на природных величинах. Посмертно названные в честь изобретателя, Б. Киббла  (англ.) (рус., весы Киббла являются усовершенствованием токовых весов и представляют из себя электромеханический инструмент, где масса ${\displaystyle m}$ связана с электрической мощностью уравнением

где ${\displaystyle UI}$ — произведение электрического тока ${\displaystyle I}$ во время балансирования массы и напряжения ${\displaystyle U}$ в процессе калибровки, ${\displaystyle gv}$ — произведение ускорения свободного падения ${\displaystyle g}$ и скорости платформы ${\displaystyle v}$ во время калибровки весов.

Принцип работы ампер-весов основан на законе Ампера: на провод длиной ${\displaystyle L}$ с протекающим по нему электрическим током ${\displaystyle I}$ при внесении его в магнитное поле с индукцией ${\displaystyle B}$ будет действовать сила величиной ${\displaystyle BLI}$. Если провод нагрузить массой ${\displaystyle m}$, то при установлении равновесия появится соответствие между силой тока и массой ${\displaystyle m}$:

где ${\displaystyle g}$ — ускорение свободного падения. Точность ампер-весов на практике ограничена точностью измерения константы ${\displaystyle BL}$ в уравнении выше.

Киббл предложил оригинальное решение, позволяющее избежать измерения ${\displaystyle BL}$. В весах Киббла измерение производится в два шага. На одном из них масса уравновешивается током точно так же, как и в ампер-весах. На втором шаге происходит «калибровка»: ток в проводнике (на практике, в обмотке) отключается, проводник протягивается через то же магнитное поле с постоянной и точно замеренной скоростью ${\displaystyle v}$. При этом по закону Фарадея на концах проводника образуется напряжение

Поскольку величина ${\displaystyle BL}$ на обоих шагах одинакова, то из (1) и (2) получаем равенство

---