Amper

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2022. szeptember 13-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzéshez 1 szerkesztés szükséges .

Az Amper (orosz jelölése: A; nemzetközi: A) az elektromos áram erősségének mértékegysége a Nemzetközi Mértékegységrendszerben (SI) , a hét alapvető SI-egység egyike . Amperben mérik a magnetomotoros erőt és a mágneses potenciálkülönbséget is (az elavult név amper-turn ) [1] : az 1 amperes (amper-fordulat) mágneses hajtóerő olyan mágneses erő, amely egy zárt áramkört hoz létre, amelyen keresztül 1 amperrel egyenlő áram folyik . Az SI rendszeren kívül az amper az áramerősség mértékegysége, és az MKSA mértékegységrendszer egyik alapegysége .

Definíció

2018. november 16-án, a XXVI . Általános Súly- és Mértékkonferencián elfogadták az amper új definícióját , amely az elemi elektromos töltés számértékének felhasználásán alapul . A 2019. május 20-án hatályos szöveg [2] [3] :

Az amper, szimbólum A(A), az elektromos áram SI mértékegysége. Meghatározása úgy történik, hogy az e elemi töltés rögzített számértékét 1,602176634 × 10 -19 - re vesszük C egységben kifejezve , ami megfelel A c -nek , ahol a második definíciója: $\Delta \nu _{\mathrm {Cs} }.$

$\Delta \nu _{\mathrm {Cs} }$ a cézium-133 atom alapállapotának két hiperfinom szintje közötti átmenetnek megfelelő sugárzás frekvenciája [4] .

Történelem

Eredet

Az I. Nemzetközi Villanyszerelő Kongresszuson [5] (1881, Párizs ) javasolt és a Nemzetközi Villamossági Kongresszuson (1893, Chicago ) [6] elfogadott mértékegység André Ampère francia fizikusról kapta a nevét . Eredetileg a CGSM rendszer áramának egytizedeként határozták meg (ez az egység, ma abampere vagy bio néven ismert, olyan áramot definiált, amely 2 dyn per centiméternyi erőt hoz létre két vékony, 1 cm távolságra lévő vezeték között. ) [7] .

Nemzetközi amper

1893-ban az áram mértékegységének meghatározását az ezüst-nitrát oldatból másodpercenként 1,118 milligramm ezüst elektrokémiai leválasztásához szükséges áramként fogadták el [5] . Azt feltételezték, hogy az egységérték nem változik, de kiderült, hogy 0,015%-kal változott. Ez a mértékegység nemzetközi amper néven vált ismertté.

1948-as definíció

Az amper meghatározása, amelyet a Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Bizottság javasolt 1946 - ban , és amelyet a IX. Általános Súly- és Mértékkonferencia (CGPM) fogadott el 1948 októberében , a következő: [8] [9] [10] :

Az amper egy változatlan áram erőssége, amely két párhuzamos, végtelen hosszúságú és elhanyagolható kör keresztmetszetű, vákuumban, egymástól 1 méter távolságra elhelyezkedő egyenes vonalú vezetőn áthaladva 2 -vel egyenlő kölcsönhatási erőt okozna. ⋅ a vezető minden szakaszán 1 méter hosszú 10 −7 newton .

Így tulajdonképpen az eredeti definíciót adták vissza.

Az amper ezen definíciójából az következett, hogy a mágneses állandó egyenlő H / m -rel vagy, ami ugyanaz, N / A² pontosan . Ez az állítás világossá válik, ha figyelembe vesszük, hogy két , egymástól bizonyos távolságra elhelyezkedő végtelen párhuzamos vezető kölcsönhatási erejét, amelyeken áram folyik át egységnyi hosszonként, a következő összefüggés fejezi ki: $\mu_0$ $4\pi \times 10^{{-7}}$ $4\pi \times 10^{{-7}}$ $d$ $I_1$ $én_{2}$

F={\frac {\mu _{0}}{4\pi }}{\frac {2I_{1}I_{2}}{d}}.

Miután 1983-ban megváltoztatták a mérő definícióját (1960-tól a kripton-86 atom egy bizonyos sugárzásának hullámhosszához kötötték, 1983-ban pedig a fény egy bizonyos idő alatt megtett távolságaként határozták meg), és rögzítették. (vagyis pontosan meghatározott) a c fénysebesség értéke , ennek eredményeként az ε 0 elektromos állandó értéke is rögzült , mivel ε 0 μ 0 definíció szerint egyenlő 1/ c 2 [6] :

\varepsilon _{0}={\frac {1}{4\pi c^{2}}}\times 10^{7}{\text{m/H}}={\frac {1} {4\pi \times \ 299792458^{2}\times 10^{-7}}}

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

Az amper 1948-ban elfogadott definíciója azonban nehezen kivitelezhetőnek bizonyult, és az 1980-as évektől kezdték használni a kvantumeszközöket az amperszabvány gyakorlati megvalósításaként, amely az Ohm-törvényt alkalmazva az ampert a volthoz és a volthoz kötötte. ohm ( 1 A \u003d 1 V / 1 Ohm ), és ezeket viszont a Josephson-effektus és a kvantum-Hall-effektus felhasználásával valósították meg, mint bizonyos függéseket a h Planck-állandótól és az e elemi töltéstől . Ezért a Planck-állandó (elsősorban a kilogramm újradefiniálásához szükséges ) és az elemi töltés számértékeinek rögzítése lehetővé tette az amper új definíciójának bevezetését, az alapállandók értékéhez kötve [6] .

2019 meghatározása

2018-ban, a 26. CGPM -en elfogadták az amper jelenlegi definícióját, amely a következő évben lépett hatályba (egyidejűleg az amper régi, 1948 óta érvényben lévő definícióját törölték). Az amper értéke nem változott a definíció megváltoztatásakor. A definíció változása azonban oda vezetett, hogy a μ 0 és ε 0 mágneses és elektromos állandók fenti kifejezései megszűntek pontosak, és csak numerikusan (de nagy pontossággal) kezdték végrehajtani, és kísérleti mérések tárgyát képezik. . A μ 0 és ε 0 relatív standard bizonytalansága megegyezik az α ( finomszerkezeti állandó ) relatív standard bizonytalanságával, nevezetesen 2,3 × 10 −10 a 2018-as határozat elfogadásakor [11] .

Többszörösek és résztöbbségek

A Nemzetközi Súly- és Mértékiroda (BIPM) által kiadott SI Brosúra aktuális verziójában ( fr. Brochure SI , eng. The SI Brosúra ) található SI teljes hivatalos leírásának megfelelően a tizedesjegy többszörösei és részszorosai az ampert szabványos SI előtagokkal képezik [9] [12] . Az Orosz Föderáció kormánya által elfogadott "Az Orosz Föderációban használható mennyiségi egységekre vonatkozó előírások" előírják ugyanazon előtagok használatát Oroszországban [13] .

Többszörös				Dolnye
nagyságrendű	cím	kijelölés		nagyságrendű	cím	kijelölés
10 1 A	dekaamper	Igen	daA	10-1 A _	deciamper	Igen	dA
10 2 A	hektoamper	Ha	Ha	10-2 A _	centimper	SA	cA
10 3 A	kiloamper	kA	kA	10-3 A _	milliamp	mA	mA
10 6 A	megamper	MA	MA	10-6 A _	mikroerősítő	uA	µA
10 9 A	gigaamp	GA	GA	10-9 A _	nanoamp	a	nA
10 12 A	teraampere	TA	TA	10-12 A _	picoamp	pA	pA
10 15 A	petampere	PA	PA	10-15 A _	femtoamper	F	fA
10 18 A	exaampere	EA	EA	10-18 A _	attoampe	aa	aA
10 21 A	zettaampere	PER	ZA	10-21 A _	zeptoamper	per	zA
10 24 A	iottaampere	IA	YA	10-24 A _	ioktoamper	IA	yA
használatra ajánlott alkalmazása nem javasolt

Kapcsolat más SI-egységekkel

Ha a vezetőben az áramerősség 1 amper, akkor egy másodperc alatt 1 coulombnak megfelelő töltés halad át a keresztmetszeten [14] .

1 voltos potenciálkülönbség egy 1 ohm elektromos ellenállású vezető végein 1 amperes áramot hoz létre benne.

Ha egy 1 farad kapacitású kondenzátort 1 amperes árammal töltenek fel, akkor a lemezeken lévő feszültség másodpercenként 1 volttal nő.

Ha 1 amper/másodperc sebességgel változtatja az áramot egy 1 henry induktivitású vezetőben, akkor egy voltnak megfelelő indukciós emf jön létre.

Lásd még

Jegyzetek

↑ Magnetomotive force // Nagy Szovjet Enciklopédia
↑ Le Système international d'unités (SI) / The International System of Units (SI) . - BIPM, 2019. - P. 20, 132. - ISBN 978-92-822-2272-0 .
↑ SI brosúra, 2019 , p. 16, 84.
↑ amper (A) . www.npl.co.uk. _ Letöltve: 2019. május 21. Az eredetiből archiválva : 2021. január 20. (határozatlan)
↑ 1 2 Az amper története , Méretek, 2014. április 1. , < http://www.sizes.com/units/ampHist.htm > . Letöltve: 2017. január 29. Archiválva : 2016. október 20. a Wayback Machine -nél
↑ 1 2 3 SI brosúra, 2019 , p. 92-93.
↑ Kowalski, L, Az SI-egységek rövid története az elektromosságban , Montclair , < http://alpha.montclair.edu/~kowalskiL/SI/SI_PAGE.HTML > Archiválva 2009. április 29-én a Wayback Machine -nél
↑ SI brosúra, 2019 , p. 48.
↑ 1 2 Az SI brosúra archiválva 2006. április 26-án a Wayback Machine oldalán. Az SI leírása a Nemzetközi Súly- és Mértékiroda honlapján .
↑ Az Orosz Föderációban használható mennyiségi egységekre vonatkozó előírások. A Nemzetközi Mértékegységrendszer (SI) alapegységei (elérhetetlen link) . Szövetségi Információs Alapítvány a mérések egységességének biztosítására . Rosstandart . Letöltve: 2018. február 28. Az eredetiből archiválva : 2017. szeptember 18.. (határozatlan)
↑ SI brosúra, 2019 , p. 82-84.
↑ SI brosúra, 2019 , p. 27.
↑ Az Orosz Föderációban használható mennyiségi egységekre vonatkozó előírások (elérhetetlen link) . Letöltve: 2014. december 28. Az eredetiből archiválva : 2016. március 5.. (határozatlan)
↑ Bodanis, David (2005), Electric Universe , New York: Three Rivers Press, ISBN 978-0-307-33598-2

Irodalom

Fizikai kifejezések rövid szótára / Összeáll. A. I. Bolsun, rec. M. A. Eljasevics. - Mn. : Felsőiskola, 1979. - S. 23-24. — 416 p. — 30.000 példány.
Nemzetközi mértékegységrendszer (SI): Brosúra SI . - Szerk. 9. - Rosstandart, 2019. - 100 p. (Orosz)

Linkek

A NIST hivatkozás az állandókra, mértékegységekre és bizonytalanságra // physics.nist.gov
NIST Az amper és a μ 0 meghatározása // physics.nist.gov
Oktatóvideó, amely elmagyarázza az ampereket és az áramot // afrotechmods.com

Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán Nagy katalán Nagy katalán nagy kínai Nagy norvég Nagy orosz Kis Brockhaus és Efron Britannica (online) Brockhaus
Bibliográfiai katalógusokban	GND : 1143042131

SI mértékegységek
Alapegységek	amper kandela kelvin kilogramm méter anyajegy második
Származtatott egységek speciális elnevezéssel	becquerel watt weber volt Henrik hertz Celsius fok szürke joule sievert gurult medál luxus lumen newton ohm pascal radián Siemens steradián tesla farad
SI- vel használható	angström csillagászati egység hektár ív foka ívperc ív második dalton (atomi tömegegység) fehér liter neper nap óra perc tonna elektron-volt
Lásd még	SI előtagok Mértékegység átváltás A metrikus rendszer története Metrikus egyezmény 1875 Meghatározások 2005–2019 Újradefiníció 2019