stringtranslate.com

Ампер

Ампер ( / ˈ æ m p ɛər / AM -pair , США : / ˈ æ m p ɪər / AM - peer ; [1] [2] [3] символ: A ), [4] часто сокращается до amp , [ 5] — единица электрического тока в Международной системе единиц (СИ). Один ампер равен 1 кулону (Кл), проходящему мимо точки за 1 секунду. [6] [7] [8] Он назван в честь французского математика и физика Андре-Мари Ампера (1775–1836), считающегося отцом электромагнетизма наряду с датским физиком Гансом Кристианом Эрстедом .

После переопределения базовых единиц СИ в 2019 году ампер определяется путем фиксации элементарного заряда e , который точно 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 секунды или6,241 509 074 × 10 18 элементарных зарядов, движущихся за секунду. До нового определения ампер определялся как ток, проходящий по двум параллельным проводам на расстоянии 1 метр друг от друга и создающий магнитную силу величиной2 × 10 −7 ньютонов на метр.

Более ранняя система CGS имеет две единицы тока: одна структурирована аналогично системе СИ, а другая использует закон Кулона в качестве фундаментальной зависимости, при этом единица заряда CGS определяется путем измерения силы между двумя заряженными металлическими пластинами. Единица тока CGS тогда определяется как одна единица заряда в секунду. [10]

История

Ампер назван в честь французского физика и математика Андре-Мари Ампера (1775–1836), изучавшего электромагнетизм и заложившего 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 электрического измерения электрического тока.

Первоначально ампер определялся как одна десятая единицы электрического тока в системе единиц сантиметр-грамм-секунда . Эта единица измерения, теперь известная как абампер , определялась как величина тока, создающая 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 на ее основе в системе MKSA , имели удобный размер.

«Международный ампер» был ранней реализацией ампера, определяемого как ток, который0,001118  грамм серебра в секунду из раствора нитрата серебра . Позже более точные измерения показали, что этот ток0,99985  А. _ _ [12]

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

Прежнее определение в SI

До 2019 года SI определял ампер следующим образом:

Ампер — это такой постоянный ток, который, если его поддерживать в двух прямых параллельных проводниках бесконечной длины с пренебрежимо малым круглым поперечным сечением и помещенных в вакууме на расстоянии одного метра друг от друга, создал бы 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 протекает электрический ток, существует сила притяжения или отталкивания. Эта сила используется в формальном определении ампера.

Единица заряда в системе СИ, кулон , была тогда определена как «количество электричества, переносимое за 1 секунду током в 1 ампер». [13] : 144  И наоборот, ток в один ампер — это заряд в один кулон, проходящий мимо заданной точки в секунду:

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

Это определение ампера было наиболее точно реализовано с помощью весов Киббла , но на практике единица поддерживалась посредством закона Ома из единиц электродвижущей силы и сопротивления , вольта и ома , поскольку последние две могли быть связаны с физическими явлениями, которые сравнительно легко воспроизвести: эффект Джозефсона и квантовый эффект Холла соответственно. [17]

Методы определения значения ампера имели относительную неопределенность примерно в несколько частей на 10 7 и включали определение ватта, ома и вольта. [17]

Настоящее определение

Переопределение базовых единиц СИ в 2019 году определило ампер, приняв фиксированное числовое значение элементарного заряда e как1,602 176 634 × 10 −19 , если выразить это в единице C, равной A⋅s, где секунда определяется через ∆ ν Cs , частоту сверхтонкого перехода в невозмущенное основное состояние атома цезия -133. [18]

Единица заряда в системе СИ, кулон , «является количеством электричества, переносимого за 1 секунду током в 1 ампер». [19] И наоборот, ток в один ампер — это заряд в один кулон, проходящий мимо заданной точки в секунду:

В общем, заряд Q определяется постоянным током I , протекающим в течение времени t по формуле 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 кулонову такое же, как отношение ватта ( Дж/с) к джоулю .

Единицы, производные от ампера

Международная система единиц (СИ) основана на семи основных единицах СИ: секунде , метре, килограмме , кельвине , ампере, моле и канделе , представляющих семь фундаментальных типов физических величин или «измерений» ( время , длина , масса , температура , электрический ток, количество вещества и сила света соответственно), при этом все остальные единицы СИ определяются с их помощью. Этим производным единицам системы СИ можно либо дать специальные названия, например, ватт, вольт, люкс и т. д., либо определить их в других единицах, например, метр в секунду . Единицы со специальными названиями, производными от ампера:

Существуют также некоторые единицы СИ, которые часто используются в электротехнике и электроприборах, но определяются независимо от ампера, в частности, герц , джоуль, ватт, кандела, люмен и люкс.

Префиксы СИ

Как и другие единицы СИ, ампер можно изменить, добавив префикс , умножающий его на 10 .

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Джонс, Дэниел (2011). Роуч, 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 К. (2008). Словарь произношения Лонгмана (3-е изд.). Лонгман. ISBN 978-1-4058-8118-0.
  3. ^ "Ампер". Словарь Merriam-Webster.com . Проверено 29 сентября 2020 г.
  4. ^ «2. Базовые единицы СИ», брошюра SI (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 использовать сокращения для единиц измерения. «Международное бюро мер и веса» (PDF) . 2006. с. 130. Архивировано из оригинала (PDF) 14 августа 2017 года . Проверено 21 ноября 2011 г.
  6. ^ ab BIPM (20 мая 2019 г.). «Практическая практика по определению ампера в системе СИ». БИПМ . Проверено 18 февраля 2022 г.
  7. ^ «2.1. Единица электрического тока (ампер)», брошюра SI (8-е изд.), BIPM, заархивировано из оригинала 3 февраля 2012 г. , получено 19 ноября 2011 г.
  8. ^ Определения базовых единиц: Ампер. Архивировано 25 апреля 2017 г. на Wayback Machine Physics.nist.gov. Проверено 28 сентября 2010 г.
  9. ^ Проект резолюции A «О пересмотре Международной системы единиц (СИ)», который будет представлен ГКМВ на ее 26-м заседании (2018 г.) (PDF) , заархивировано из оригинала (PDF) 29 апреля 2018 г. , получено 28 октября. 2018 год
  10. ^ Боданис, Дэвид (2005), Electric Universe , Нью-Йорк: Three Rivers Press, ISBN 978-0-307-33598-2
  11. ^ Ковальски, Л. (1986), «Краткая история единиц СИ в электричестве», Учитель физики , Montclair, 24 (2): 97–99, Бибкод : 1986PhTea..24...97K, doi : 10.1119/ 1.2341955, заархивировано из оригинала 14 февраля 2002 г.
  12. ↑ История ампера, Размеры, 1 апреля 2014 г., заархивировано из оригинала 20 октября 2016 г. , получено 20 сентября 2023 г.
  13. ^ ab Международное бюро мер и весов (2006), Международная система единиц (СИ) (PDF) (8-е изд.), ISBN 92-822-2213-6, заархивировано (PDF) из оригинала 4 июня 2021 г. , получено 16 декабря 2021 г.
  14. ^ Монк, Пол М.С. (2004), Физическая химия: понимание нашего химического мира, John Wiley & Sons, ISBN 0-471-49180-2, заархивировано из оригинала 2 января 2014 г.
  15. ^ Сервей, Раймонд А; Джуэтт, JW (2006). Принципы физики Сервея: текст, основанный на исчислении (Четвертое изд.). Бельмонт, Калифорния: Томпсон Брукс/Коул. п. 746. ИСБН 0-53449143-Х. Архивировано из оригинала 21 июня 2013 года.
  16. ^ За пределами килограмма: новое определение международной системы единиц , США: Национальный институт стандартов и технологий , 2006 г., заархивировано из оригинала 21 марта 2008 г. , получено 3 декабря 2008 г..
  17. ^ ab «Приложение 2: Практическая реализация определений единиц: электрические величины», брошюра SI , BIPM, заархивировано из оригинала 14 апреля 2013 г..
  18. ^ "Ампер (А)" . www.npl.co.uk. _ Проверено 21 мая 2019 г.
  19. ^ Международная система единиц (СИ) (PDF) (8-е изд.), Bureau International des Poids et Mesures , 2006, стр. 144, заархивировано (PDF) из оригинала 5 ноября 2013 г..

Внешние ссылки