Ampér

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 13. září 2022; ověření vyžaduje 1 úpravu .

Ampere (ruské označení: A; mezinárodní: A) je jednotka měření síly elektrického proudu v Mezinárodní soustavě jednotek (SI) , jedné ze sedmi základních jednotek SI . V ampérech se také měří magnetomotorická síla a rozdíl magnetického potenciálu (zastaralý název je ampérzávit ) [1] : magnetomotorická síla 1 ampér (ampérzávit) je taková magnetomotorická síla, která vytváří uzavřený obvod, přes který protéká proud rovný 1 ampéru . Kromě soustavy SI je ampér jednotkou síly proudu a je jednou ze základních jednotek v soustavě jednotek MKSA .

Definice

Dne 16. listopadu 2018 byla na XXVI. Generální konferenci vah a měr přijata nová definice ampéru, založená na použití číselné hodnoty elementárního elektrického náboje . Znění účinné od 20. května 2019 zní [2] [3] :

Ampér, symbol A (A), je jednotka SI elektrického proudu. Stanoví se tak, že se pevná číselná hodnota elementárního náboje e rovná 1,602176634 × 10 −19 , když je vyjádřena v jednotce C , což odpovídá Ac , kde sekunda je definována jako

 je frekvence záření odpovídající přechodu mezi dvěma hyperjemnými hladinami základního stavu atomu cesia-133 [4] .

Historie

Původ

Jednotka měření navržená na 1. mezinárodním kongresu elektrotechniků [5] (1881, Paříž ) a přijatá na Mezinárodním elektrickém kongresu (1893, Chicago ) [6] je pojmenována po francouzském fyzikovi André Ampèreovi . Původně byl definován jako jedna desetina proudu systému CGSM (tato jednotka, nyní známá jako abampere nebo bio , definovala proud, který vytváří sílu 2 dyny na centimetr délky mezi dvěma tenkými vodiči ve vzdálenosti 1 cm ) [7] .

Mezinárodní ampér

V roce 1893 byla přijata definice jednotky proudu jako proudu potřebného pro elektrochemickou depozici 1,118 miligramů stříbra za sekundu z roztoku dusičnanu stříbrného [5] . Předpokládalo se, že se hodnota jednotky nezmění, ale ukázalo se, že se změnila o 0,015 %. Tato jednotka se stala známou jako mezinárodní ampér.

1948 definice

Definice ampéru, navržená Mezinárodním výborem pro váhy a míry v roce 1946 a přijatá IX. Generální konferencí pro váhy a míry (CGPM) v říjnu 1948 , zní [8] [9] [10] :

Ampér je síla neměnného proudu, který by při průchodu dvěma rovnoběžnými přímočarými vodiči nekonečné délky a zanedbatelné kruhové plochy průřezu, umístěnými ve vakuu ve vzdálenosti 1 metru od sebe, vyvolal interakční sílu rovnou 2. ⋅ na každém úseku vodiče o délce 1 metr 10 −7 newtonů .

Tím byla vlastně vrácena původní definice.

Z této definice ampéru vyplývá, že magnetická konstanta je rovna H / m nebo, což je stejné, N /A² přesně . Toto tvrzení je jasné, vezmeme-li v úvahu, že síla vzájemného působení dvou nekonečných paralelních vodičů umístěných ve vzájemné vzdálenosti, kterými protékají proudy na jednotku délky, je vyjádřena vztahem:

Poté, co byla v roce 1983 změněna definice metru (od roku 1960 byla vázána na vlnovou délku určitého záření atomu kryptonu-86 a v roce 1983 byla definována jako vzdálenost, kterou světlo urazí za určitý čas) a ustálila se (tedy přesně určená) hodnota rychlosti světla c , v důsledku toho se ustálila i hodnota elektrické konstanty ε 0 , protože ε 0 μ 0 je z definice rovna 1/ c 2 [6] :

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

Definice ampéru přijatá v roce 1948 se však ukázala jako obtížně realizovatelná a od 80. let 20. století se začala kvantová zařízení používat jako praktická implementace ampérového standardu, který pomocí Ohmova zákona váže ampér na volt a ohm ( 1 A \u003d 1 V / 1 Ohm ), a ty byly naopak realizovány pomocí Josephsonova jevu a kvantového Hallova jevu jako určité závislosti na Planckově konstantě h a elementárním náboji e . Zafixování číselných hodnot Planckovy konstanty (potřebné především pro předefinování kilogramu ) a elementárního náboje proto umožnilo zavést novou definici ampéru, vázanou na hodnoty základních konstant [6] .

Definice roku 2019

V roce 2018 byla na 26. CGPM přijata současná definice ampéru, která vstoupila v platnost v následujícím roce (současně byla zrušena stará definice ampéru, která platila od roku 1948). Hodnota ampéru se při změně definice nezměnila. Změna definice však vedla k tomu, že výše uvedené výrazy pro magnetické a elektrické konstanty μ 0 a ε 0 přestaly být přesné, a začaly se provádět pouze numericky (avšak s velkou přesností) a jsou předmětem experimentálního měření. . Relativní standardní nejistota μ 0 a ε 0 je rovna relativní standardní nejistotě α ( konstanta jemné struktury ), konkrétně 2,3 × 10 −10 v době přijetí usnesení z roku 2018 [11] .

Násobky a dílčí násobky

V souladu s úplným oficiálním popisem SI obsaženým v aktuální verzi brožury SI ( fr.  Brochure SI , angl.  The SI Brochure ), vydané Mezinárodním úřadem pro váhy a míry (BIPM) , desetinné násobky a dílčí násobky ampér se tvoří pomocí standardních předpon SI [9] [12] . "Předpisy o jednotkách množství povolených pro použití v Ruské federaci", přijaté vládou Ruské federace , stanoví používání stejných předpon v Rusku [13] .

Násobky Dolnye
velikost titul označení velikost titul označení
101A _ _ dekaampér Ano daA 10 -1 A deciampér Ano dA
102 A _ hektoampér ha hA 10-2 A _ centiampér SA cA
103 A _ kiloampér kA kA 10-3 A _ miliampér mA mA
106 A _ megaampér MA MA 10-6 A _ mikroamp uA uA
109 A _ gigaamp GA GA 10-9 A _ nanoamp na nA
10 12 A teraampér TA TA 10-12 A _ pikoamp pA pA
10 15 A petaampér PA PA 10-15 A _ femtoampér F fA
10 18 A exaampere EA EA 10-18 A _ attoampér aa aA
10 21 A zettaampere ZA ZA 10-21 A _ zeptoampér za zA
10 24 A iottaampere IA ANO 10-24 A _ ioktoampér IA yA
     doporučeno k použití      aplikace se nedoporučuje

Vztah k jiným jednotkám SI

Pokud je proud ve vodiči 1 ampér, pak za jednu sekundu projde průřezem náboj rovný 1 coulombu [14] .

Rozdíl potenciálů 1 volt na koncích vodiče s elektrickým odporem 1 ohm v něm vytváří proud 1 ampér.

Pokud je kondenzátor s kapacitou 1 farad nabit proudem 1 ampér, pak se napětí na deskách zvýší o 1 volt každou sekundu.

Pokud změníte proud rychlostí 1 ampér za sekundu ve vodiči s indukčností 1 henry , vytvoří se v něm indukční emf rovné jednomu voltu.

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Magnetomotorická síla // Velká sovětská encyklopedie
  2. ↑ Le Système international d'unités (SI) / Mezinárodní systém jednotek (SI) . - BIPM, 2019. - S. 20, 132. - ISBN 978-92-822-2272-0 .
  3. ↑ Brožura SI, 2019 , str. 16, 84.
  4. ↑ ampér (A) . www.npl.co.uk. _ Získáno 21. května 2019. Archivováno z originálu 20. ledna 2021.
  5. ↑ 1 2 Historie ampéru , Velikosti, 1. dubna 2014 , < http://www.sizes.com/units/ampHist.htm > . Získáno 29. ledna 2017. Archivováno 20. října 2016 na Wayback Machine 
  6. ↑ 1 2 3 Brožura SI, 2019 , str. 92-93.
  7. ↑ Kowalski, L, Krátká historie jednotek SI v elektřině , Montclair , < http://alpha.montclair.edu/~kowalskiL/SI/SI_PAGE.HTML > Archivováno 29. dubna 2009 na Wayback Machine 
  8. ↑ Brožura SI, 2019 , str. 48.
  9. ↑ 1 2 Brožura SI Archivována 26. dubna 2006 na Wayback Machine Popis SI na webových stránkách Mezinárodního úřadu pro váhy a míry .
  10. ↑ Předpisy o jednotkách množství povolených pro použití v Ruské federaci. Základní jednotky Mezinárodní soustavy jednotek (SI) (nepřístupný odkaz) . Federální informační nadace pro zajištění jednotnosti měření . Rosstandart . Staženo 28. 2. 2018. Archivováno z originálu 18. 9. 2017. 
  11. ↑ Brožura SI, 2019 , str. 82-84.
  12. ↑ Brožura SI, 2019 , str. 27.
  13. ↑ Předpisy o jednotkách množství povolených pro použití v Ruské federaci (nedostupný odkaz) . Získáno 28. prosince 2014. Archivováno z originálu 5. března 2016. 
  14. ↑ Bodanis, David (2005), Electric Universe , New York: Three Rivers Press, ISBN 978-0-307-33598-2 

Literatura

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích
 jednotky SI
Základní jednotky
Odvozené jednotky
se zvláštními názvy
Přijato pro
použití s ​​SI
viz také