Ампер ( / ˈ æ m p ɛər / AM -пара , США : / ˈ æ m p ɪər / AM -пэр ; [1] [ 2] [3] символ: A ), [4] часто сокращается до amp , [5] является единицей электрического тока в Международной системе единиц (СИ). Один ампер равен 1 кулону (Кл), проходящему через точку в секунду. [6] [7] [8] Он назван в честь французского математика и физика Андре-Мари Ампера (1775–1836), который считается отцом электромагнетизма наряду с датским физиком Гансом Христианом Эрстедом .
Начиная с пересмотра СИ 2019 года , ампер определяется путем фиксации элементарного заряда e, который в точности равен1,602 176 634 × 10 −19 Кл , [6] [9] что означает, что ампер — это электрический ток, эквивалентный10 19 элементарных зарядов, движущихся каждый1,602 176 634 секунд или6,241 509 074 × 10 18 элементарных зарядов, движущихся в секунду. До переопределения ампер определялся как ток, проходящий через два параллельных провода на расстоянии 1 метра друг от друга, который создает магнитную силу2 × 10−7 ньютонов на метр .
Более ранняя система СГС имела две единицы тока, одна из которых структурирована аналогично системе СИ, а другая использует закон Кулона в качестве фундаментального соотношения, при этом единица заряда СГС определялась путем измерения силы между двумя заряженными металлическими пластинами. Единица тока СГС тогда определялась как одна единица заряда в секунду. [10]
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 электротехнической науки 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 абампер , определялась как величина тока, которая создает силу в две дин на сантиметр длины между двумя проводами, находящимися на расстоянии одного сантиметра друг от друга. [11] Размер единицы был выбран таким образом, чтобы единицы, полученные из нее в системе MKSA , имели удобный размер.
«Международный ампер» был ранним воплощением ампера, определяемого как ток, который мог бы внести0,001 118 граммов серебра в секунду из раствора нитрата серебра . Позже более точные измерения показали, что этот ток0,999 85 А. [12 ]
Поскольку мощность определяется как произведение тока и напряжения, ампер можно альтернативно выразить через другие единицы, используя соотношение I = P / V , и, таким образом, 1 А = 1 Вт / В. Ток можно измерить с помощью мультиметра — прибора, который может измерять электрическое напряжение, ток и сопротивление.
До 2019 года СИ определяла ампер следующим образом:
Ампер — это постоянный ток, который, если его поддерживать в двух прямых параллельных проводниках бесконечной длины с пренебрежимо малым круглым сечением, расположенных на расстоянии одного метра друг от друга в вакууме, будет создавать между этими проводниками силу, равную2 × 10−7 ньютонов на метр длины. [13] : 113 [ 14]
Закон силы Ампера [15] [16] гласит, что между двумя параллельными проводами, по которым течет электрический ток, существует сила притяжения или отталкивания. Эта сила используется в формальном определении ампера.
Единица измерения заряда в системе СИ, кулон , была тогда определена как «количество электричества, переносимое за 1 секунду током силой в 1 ампер». [13] : 144 И наоборот, ток силой в один ампер равен одному кулону заряда, проходящему через заданную точку за секунду:
В общем случае заряд Q определялся постоянным током I, протекающим в течение времени t, как Q = It .
Это определение ампера было наиболее точно реализовано с помощью весов Киббла , но на практике единица поддерживалась с помощью закона Ома из единиц электродвижущей силы и сопротивления , вольта и ома , поскольку последние две могли быть связаны с физическими явлениями, которые относительно легко воспроизвести, эффектом Джозефсона и квантовым эффектом Холла , соответственно. [17]
Методы установления реализации ампера имели относительную неопределенность приблизительно в несколько частей на 10 7 и включали реализации ватта, ома и вольта. [17]
В редакции СИ 2019 года ампер был определен как фиксированное числовое значение элементарного заряда e, равное1,602 176 634 × 10 −19 при выражении в единице С, которая равна А⋅с, где секунда определяется через ∆ ν Cs , невозмущенную частоту сверхтонкого перехода основного состояния атома цезия -133. [18]
Единица измерения заряда в системе СИ, кулон , «является количеством электричества, переносимым за 1 секунду током силой в 1 ампер». [19] И наоборот, ток силой в один ампер представляет собой один кулон заряда, проходящий через заданную точку за секунду:
В общем случае заряд Q определяется постоянным током I, протекающим в течение времени t, как Q = I t .
Постоянный, мгновенный и средний ток выражаются в амперах (например, «ток зарядки равен 1,2 А»), а заряд, накопленный (или прошедший через цепь) за определенный период времени, выражается в кулонах (например, « заряд батареи равен30 000 Кл "). Отношение ампера (Кл/с) к кулону такое же, как отношение ватта (Дж/с) к джоулю .
Международная система единиц (СИ) основана на семи базовых единицах СИ: секунде , метре, килограмме , кельвине , ампере, моле и канделе, представляющих семь основных типов физических величин или «измерений» ( время , длина , масса , температура , электрический ток, количество вещества и сила света соответственно), а все остальные единицы СИ определяются с их помощью. Этим производным единицам СИ могут быть даны специальные названия, например, ватт, вольт, люкс и т. д., или они могут быть определены в терминах других единиц, например, метр в секунду . Единицами со специальными названиями, полученными от ампера, являются:
Существуют также некоторые единицы СИ, которые часто используются в контексте электротехники и электроприборов, но определяются независимо от ампера, в частности, герц , джоуль, ватт, кандела, люмен и люкс.
Как и другие единицы СИ, ампер можно модифицировать, добавив префикс , умножающий его на степень 10 .
{{citation}}
: CS1 maint: overridden setting (link)