Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Амперные ( / æ м р ɛər / , США : / æ м р ɪər / ; [1] [2] [3] символ: ), [4] , часто сокращается до "усилитель", [5] является базовый блок из электрического тока в Международной системе единиц (СИ). [6] [7] Он назван в честь Андре-Мари Ампера (1775–1836), французского математика и физика, которого считают отцомэлектромагнетизм .

Международная система единиц определяет ампер с точки зрения других основных единиц измерения путем измерения электромагнитной силы между электрическими проводниками, по которым проходит электрический ток. В более ранней системе CGS было два разных определения тока, одно по существу такое же, как в СИ, а другое с использованием электрического заряда в качестве базовой единицы, причем единица заряда определялась путем измерения силы между двумя заряженными металлическими пластинами. Затем ампер был определен как один кулон заряда в секунду. [8] В системе СИ единица заряда кулон определяется как заряд, переносимый одним ампером в течение одной секунды.

Новые определения инвариантных констант природы, в частности элементарного заряда , вступили в силу 20 мая 2019 года [9].

Определение [ править ]

Ампер определяется, принимая фиксированное числовое значение элементарного заряда e равным 1,602 176 634 × 10 −19, выраженное в единицах C, что равно A⋅s, где второе значение определяется в терминах ν Cs. , невозмущенная частота сверхтонкого перехода в основном состоянии атома цезия-133. [10]

Единица заряда в системе СИ , кулон , «представляет собой количество электричества, переносимого за 1 секунду током в 1 ампер». [11] И наоборот, ток в один ампер - это один кулон заряда, проходящий через заданную точку в секунду:

В общем, заряд Q определяется постоянным током I, протекающим в течение времени t, как Q = I t .

Постоянный, мгновенный и средний ток выражаются в амперах (например, «зарядный ток составляет 1,2 А»), а заряд, накопленный (или прошедший через цепь) за период времени, выражается в кулонах (например, « заряд аккумулятора равен30 000  C "). Отношение ампера (Кл / с) к кулону такое же, как у ватта (Дж / с) к джоулям .

История [ править ]

Ампер назван в честь французского физика и математика Андре-Мари Ампера (1775–1836), который изучал электромагнетизм и заложил основы электродинамики . В знак признания вклада Ампера в создание современной электротехники международная конвенция, подписанная на Международной выставке электричества 1881 года , установила ампер в качестве стандартной единицы измерения электрического тока.

Первоначально ампер определялся как одна десятая единицы электрического тока в системе единиц сантиметр – грамм – секунда . Эта единица, теперь известная как abampere , была определена как величина тока, которая создает силу в два дина на сантиметр длины между двумя проводами на расстоянии одного сантиметра друг от друга. [12] Размер единицы был выбран так, чтобы единицы, производные от нее в системе MKSA , имели удобный размер.

«Международный ампер» был ранней реализацией ампера, определяемого как ток, который будет отводить 0,001 118  граммов серебра в секунду из раствора нитрата серебра . [13] Позже более точные измерения показали, что этот ток0,999 85 .

Поскольку мощность определяется как произведение тока и напряжения, в качестве альтернативы ампер можно выразить в других единицах, используя соотношение I = P / V , и, таким образом, 1 A = 1 Вт / В. Ток можно измерить с помощью мультиметра , устройства, которое может измерять электрическое напряжение, ток и сопротивление.

Прежнее определение в СИ [ править ]

До 2019 года СИ определял ампер следующим образом:

Ампер - это тот постоянный ток, который, если его поддерживать в двух прямых параллельных проводниках бесконечной длины, с ничтожно малым круглым поперечным сечением и размещать в вакууме на расстоянии одного метра , между этими проводниками будет создаваться сила2 × 10 -7 ньютонов на метр длины. [14] : 113 [15]

Закон силы Ампера [16] [17] утверждает, что существует сила притяжения или отталкивания между двумя параллельными проводами, по которым проходит электрический ток. Эта сила используется в формальном определении ампера.

Единица заряда в системе СИ , кулон , была затем определена как «количество электричества, переносимое за 1 секунду током в 1 ампер». [14] : 144 И наоборот, ток в один ампер - это один кулон заряда, проходящий через заданную точку в секунду:

В общем, заряд Q определялся постоянным током I, протекающим в течение времени t как Q = It .

Реализация [ править ]

Стандартный ампер наиболее точно определяется с помощью весов Киббла , но на практике поддерживается с помощью закона Ома из единиц электродвижущей силы и сопротивления , вольта и ома , поскольку последние два могут быть связаны с физическими явлениями, которые относительно легко поддаются измерению. воспроизводят эффект Джозефсона и квантовый эффект Холла соответственно. [18]

Методы определения силы тока имеют относительную погрешность, составляющую примерно несколько частей из 10 7 , и включают в себя реализацию ватта, ома и вольта. [18]

См. Также [ править ]

  • Амперметр
  • Ampacity ( допустимая нагрузка по току)
  • Электрический ток
  • Поражение электрическим током
  • Гидравлическая аналогия
  • Магнитная постоянная
  • Порядки величины (текущие)

Ссылки [ править ]

  1. ^ Джонс, Дэниел (2011). Плотва, Питер ; Сеттер, Джейн ; Эслинг, Джон (ред.). Кембриджский словарь английского произношения (18-е изд.). Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-15255-6.
  2. ^ Уэллс, Джон С. (2008). Словарь произношения Longman (3-е изд.). Лонгман. ISBN 978-1-4058-8118-0.
  3. ^ "ампер" . Словарь Мерриама-Вебстера . Проверено 29 сентября 2020 года .
  4. ^ «2. Базовые единицы СИ» , брошюра СИ (8-е изд.), BIPM, заархивировано из оригинала 7 октября 2014 г. , получено 19 ноября 2011 г.
  5. ^ SI поддерживает только использование символов и не рекомендует использование сокращений для единиц. "Международное бюро поид и мер" (PDF) . 2006. с. 130 . Проверено 21 ноября 2011 года .
  6. ^ «2.1. Единица электрического тока (ампер)» , брошюра SI (8-е изд.), BIPM, заархивировано из оригинала 3 февраля 2012 г. , извлечено 19 ноября 2011 г.
  7. ^ Определения базового блока: Ampere. Архивировано 25 апреля 2017 г. на Wayback Machine Physics.nist.gov. Проверено 28 сентября 2010 года.
  8. ^ Bodanis, Дэвид (2005), Electric Universe , Нью - Йорк: Three Rivers Press, ISBN 978-0-307-33598-2
  9. ^ Проект Резолюции A «О пересмотре Международной системы единиц (СИ)» для представления в CGPM на его 26-м заседании (2018 г.) (PDF)
  10. ^ "ампер (А)" . www.npl.co.uk . Проверено 21 мая 2019 .
  11. ^ Международная система единиц (SI) (PDF) (8-е изд.), Bureau International des Poids et Mesures , 2006, p. 144, архивировано (PDF) из оригинала 5 ноября 2013 г. .
  12. ^ Kowalski, L (1986), "Краткая история единиц СИ в электроэнергии" , Физика Учитель , Монклер, 24 (2): 97-99, Bibcode : 1986PhTea..24 ... 97K , DOI : 10.1119 / 1.2341955 , архивируются с оригинала на 14 февраля 2002
  13. ^ История ампер , размеры, 1 апреля 2014 г., заархивировано из оригинала 20 октября 2016 г. , извлечено 29 января 2017 г.
  14. ^ a b Международное бюро мер и весов (2006), Международная система единиц (SI) (PDF) (8-е изд.), ISBN  92-822-2213-6, архивировано (PDF) из оригинала 14 августа 2017 г.
  15. ^ Монк, Пол MS (2004), Физическая химия: понимание нашего химического мира , John Wiley & Sons, ISBN 0-471-49180-2, архивировано 2 января 2014 г.
  16. ^ Serway, Раймонд А; Джуэтт, Дж. В. (2006). Принципы физики Сервея: текст, основанный на исчислении (Четвертое изд.). Бельмонт, Калифорния: Томпсон Брукс / Коул. п. 746. ISBN 0-53449143-X. Архивировано 21 июня 2013 года.
  17. Beyond the Kilogram: Redefining the International System of Units , США: Национальный институт стандартов и технологий , 2006 г., заархивировано из оригинала 21 марта 2008 г. , извлечено 3 декабря 2008 г..
  18. ^ a b «Приложение 2: Практическая реализация определений единиц: электрические величины» , брошюра SI , BIPM, архивировано с оригинала 14 апреля 2013 г..

Внешние ссылки [ править ]

  • Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности
  • NIST Определение ампера и μ 0