Ampeeri

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 13.9.2022 tarkistetusta versiosta . vahvistus vaatii 1 muokkauksen .

Ampere (venäläinen nimitys: A; kansainvälinen: A) on sähkövirran voimakkuuden mittayksikkö kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI) , yksi seitsemästä SI:n perusyksiköstä . Ampereina mitataan myös magnetomotorinen voima ja magneettinen potentiaaliero (vanhentunut nimi on ampeerikierros ) [1] : 1 ampeerin magnetomotorinen voima (ampeerikierros) on sellainen magnetomotorinen voima, joka muodostaa suljetun piirin, jonka läpi virtaa 1 ampeeria vastaava virta . SI-järjestelmän lisäksi ampeeri on virranvoimakkuuden yksikkö ja yksi MKSA -yksikköjärjestelmän perusyksiköistä .

Määritelmä

16. marraskuuta 2018 XXVI : n paino- ja toimenpiteiden yleiskonferenssissa hyväksyttiin uusi määritelmä Amperen perustuen perusvarauksen numeerisen arvon käyttöön . Sanamuoto, joka tulee voimaan 20.5.2019, kuuluu [2] [3] :

Ampeeri, symboli A (A), on sähkövirran SI-yksikkö. Se määritetään ottamalla perusvarauksen E kiinteä numeerinen arvo 1,602176634 × 10 −19 , kun se ilmaistaan yksikössä C , joka vastaa C : tä , missä toinen määritellään $\Delta \nu _{\mathrm {Cs} }.$

$\Delta \nu _{\mathrm {Cs} }$ on säteilyn taajuus, joka vastaa siirtymää kahden cesium-133- atomin perustilan hyperhienon tason välillä [4] .

Historia

Alkuperä

Ensimmäisessä kansainvälisessä sähköasentajien kongressissa [5] (1881, Pariisi ) ehdotettu ja kansainvälisessä sähköalan kongressissa (1893, Chicago ) [6] hyväksytty mittayksikkö on nimetty ranskalaisen fyysikon André Ampèren mukaan . Se määriteltiin alun perin yhdeksi kymmenesosaksi CGSM- järjestelmän virrasta (tämä yksikkö, joka tunnetaan nyt nimellä abampere tai bio , määritteli virran, joka tuottaa 2 dynin voiman pituus senttimetriä kohti kahden ohuen johtimen välillä 1 cm :n etäisyydellä. ) [7] .

Kansainvälinen ampeeri

Vuonna 1893 virran yksikön määritelmä otettiin käyttöön virtana, joka tarvitaan 1,118 milligramman hopeaa sekunnissa sähkökemialliseen saostukseen hopeanitraattiliuoksesta [5] . Yksikköarvon oletettiin muuttuvan, mutta kävi ilmi, että se muuttui 0,015 %. Tämä yksikkö tunnettiin kansainvälisenä ampeerina.

1948 määritelmä

Kansainvälisen paino- ja mittakomitean vuonna 1946 ehdottama ampeerin määritelmä, joka hyväksyttiin IX :n paino- ja mittakonferenssissa (CGPM) lokakuussa 1948 , kuuluu [8] [9] [10] :

Ampeeri on muuttumattoman virran voimakkuus, joka kulkiessaan kahden rinnakkaisen suoraviivaisen, äärettömän pituisen ja merkityksettömän pyöreän poikkipinta-alan johtimen läpi, jotka sijaitsevat tyhjiössä 1 metrin etäisyydellä toisistaan, aiheuttaisi vuorovaikutusvoiman, joka on yhtä suuri kuin 2 ⋅ jokaisella 1 metrin pituisella johtimen osalla 10 −7 newtonia .

Siten alkuperäinen määritelmä tosiasiallisesti palautettiin.

Tästä ampeerin määritelmästä seurasi, että magneettivakio on yhtä suuri kuin H / m tai, mikä on sama, N / A² täsmälleen . Tämä väite tulee selväksi, jos otamme huomioon, että kahden etäisyyden päässä toisistaan sijaitsevan äärettömän rinnakkaisen johtimen vuorovaikutusvoima, joiden läpi virtaukset kulkevat ja pituusyksikköä kohti, ilmaistaan suhteella: $\ mu_0$ $4\pi \kertaa 10^{{-7}}$ $4\pi \kertaa 10^{{-7}}$ $d$ $I_1$ $minä_{2}$

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

Sen jälkeen kun mittarin määritelmää muutettiin vuonna 1983 (vuodesta 1960 se sidottiin krypton-86-atomin tietyn säteilyn aallonpituuteen ja vuonna 1983 se määriteltiin matkaksi, jonka valo kulkee tietyssä ajassa) ja muuttui kiinteäksi. (eli tarkasti määritetty) valonnopeuden c arvo, minkä seurauksena myös sähkövakion ε 0 arvo muuttui kiinteäksi , koska ε 0 μ 0 on määritelmän mukaan yhtä kuin 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 .

Vuonna 1948 hyväksytty ampeerin määritelmä osoittautui kuitenkin vaikeaksi toteuttaa, ja 1980-luvulta lähtien kvanttilaitteita alettiin käyttää ampeeristandardin käytännön toteutuksena, joka Ohmin lakia käyttäen sidoi ampeerin volttiin ja ohm ( 1 A \u003d 1 V / 1 Ohm ), ja ne puolestaan toteutettiin käyttämällä Josephson-ilmiötä ja kvantti-Hall-ilmiötä tiettyinä riippuvuuksina Planckin vakiosta h ja alkuvarauksesta e . Siksi Planckin vakion (jotka tarvitaan ensisijaisesti kilogramman uudelleenmäärittelyyn ) ja perusvarauksen numeeristen arvojen kiinnittäminen mahdollisti uuden ampeerin määritelmän, joka oli sidottu perusvakioiden arvoihin [6] .

Vuoden 2019 määritelmä

Vuonna 2018 26. CGPM :ssä otettiin käyttöön nykyinen ampeerin määritelmä, joka astui voimaan seuraavana vuonna (samaan aikaan vuodesta 1948 voimassa ollut vanha ampeerin määritelmä kumottiin). Ampeerin arvo ei muuttunut, kun määritelmää muutettiin. Määritelmän muutos johti kuitenkin siihen, että yllä olevat magneettisten ja sähköisten vakioiden μ 0 ja ε 0 lausekkeet eivät enää olleet tarkkoja, ja niitä alettiin suorittaa vain numeerisesti (mutta erittäin tarkasti) ja ne ovat kokeellisen mittauksen kohteena. . Suhteellinen standardiepävarmuus μ 0 ja ε 0 on yhtä suuri kuin suhteellinen standardiepävarmuus α ( hienorakennevakio ), nimittäin 2,3 × 10 −10 vuoden 2018 päätöslauselman hyväksymishetkellä [11] .

Kertoja ja osakertoja

Kansainvälisen paino- ja mittatoimiston (BIPM) julkaiseman SI-esitteen nykyiseen versioon ( fr. Brochure SI , eng. The SI Brochure ) sisältyvän SI:n täydellisen virallisen kuvauksen mukaisesti desimaalikerrat ja osakerrat ampeerit muodostetaan käyttämällä standardi SI-etuliitettä [9] [12] . Venäjän federaation hallituksen hyväksymissä "Venäjän federaatiossa sallittuja määräyksiköitä koskevissa määräyksissä" säädetään samojen etuliitteiden käytöstä Venäjällä [13] .

Kerros				Dolnye
suuruus	otsikko	nimeäminen		suuruus	otsikko	nimeäminen
10 1 A	dekaampeeri	Joo	daA	10-1 A _	desiampeeri	Joo	dA
10 2 A	hektoampere	ha	hA	10-2 A _	senttiampeeria	SA	cA
10 3 A	kiloampeeri	kA	kA	10-3 A _	milliamp	mA	mA
10 6 A	megaampere	MA	MA	10-6 A _	mikrovi	uA	µA
10 9 a	gigaamp	GA	GA	10-9 A _	nanoamp	päälle	nA
10 12 A	teraampeeria	TA	TA	10-12 A _	picoamp	pA	pA
10 15 A	petaampere	PA	PA	10-15 A _	femtoampere	F	fa
10 18 A	exaampere	EA	EA	10-18 A _	attoampere	AA	aA
10 21 A	zettaampere	PER	ZA	10-21 A _	zeptoampeeri	per	zA
10 24 A	iottaampere	Ia	YA	10-24 A _	ioktoampeeria	IA	yA
suositellaan käytettäväksi sovellusta ei suositella

Suhde muihin SI-yksiköihin

Jos johtimen virta on 1 ampeeri, niin sekunnissa varaus, joka on yhtä suuri kuin yksi Coulomb , kulkee poikkileikkauksen läpi [14] .

1 voltin potentiaaliero sellaisen johtimen päissä, jonka sähkövastus on 1 ohm , luo siihen 1 ampeerin virran.

Jos kondensaattori, jonka kapasiteetti on 1 Farad , veloitetaan 1 ampeerin virta, levyjen jännite kasvaa yhdellä voltilla sekunnissa.

Jos muutat virtaa nopeudella 1 ampeeri sekunnissa johtimessa, jonka induktanssi on 1 henry , siihen syntyy yhden voltin induktio-emf.

Katso myös

Muistiinpanot

↑ Magnetomotorinen voima // Suuri Neuvostoliiton tietosanakirja
↑ Le Système international d'unités (SI) / Kansainvälinen yksikköjärjestelmä (SI) . - BIPM, 2019. - s. 20, 132. - ISBN 978-92-822-2272-0 .
↑ SI-esite, 2019 , s. 16, 84.
↑ ampeeri (A) . www.npl.co.uk. _ Haettu 21. toukokuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 20. tammikuuta 2021. (määrätön)
↑ 1 2 Historia ampeerista , koot, 1. huhtikuuta 2014 , < http://www.sizes.com/units/ampHist.htm > . Haettu 29. tammikuuta 2017. Arkistoitu 20. lokakuuta 2016 Wayback Machinessa
↑ 1 2 3 SI-esite, 2019 , s. 92-93.
↑ Kowalski, L, lyhyt historia sähkön SI-yksiköistä , Montclair , < http://alpha.montclair.edu/~kowalskiL/SI/SI_PAGE.HTML > Arkistoitu 29. huhtikuuta 2009 Wayback Machinessa
↑ SI -este, 2019 , s. 48.
↑ 1 2 SI-esite arkistoitu 26. huhtikuuta 2006 Wayback Machinessa SI:n kuvaus International Bureau of Weights and Measures -sivustolla .
↑ Määräykset Venäjän federaatiossa käytettäväksi sallituista määräyksiköistä. Kansainvälisen yksikköjärjestelmän (SI) perusyksiköt (pääsemätön linkki) . Liittovaltion tietosäätiö mittausten yhtenäisyyden varmistamiseksi . Rosstandart . Haettu 28. helmikuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 18. syyskuuta 2017. (määrätön)
↑ SI-esite, 2019 , s. 82-84.
↑ SI -este, 2019 , s. 27.
↑ Määräykset Venäjän federaatiossa käytettäväksi sallituista määräyksiköistä (linkki, jota ei voi käyttää) . Haettu 28. joulukuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 5. maaliskuuta 2016. (määrätön)
↑ Bodanis, David (2005), Electric Universe , New York: Three Rivers Press, ISBN 978-0-307-33598-2

Kirjallisuus

Lyhyt fyysisten termien sanakirja / Comp. A. I. Bolsun, rec. M. A. Eljashevitš. - Mn. : Higher school, 1979. - S. 23-24. — 416 s. – 30 000 kappaletta.
Kansainvälinen yksikköjärjestelmä (SI): Esite SI . - Toim. 9. - Rosstandart, 2019. - 100 s. (Venäjän kieli)

Linkit

NIST-viite vakioista, yksiköistä ja epävarmuudesta // physics.nist.gov
NIST Määritelmä ampeerille ja μ 0 // physics.nist.gov
Opetusvideo, jossa selitetään ampeerit ja virta // afrotechmods.com

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Suuri tanskalainen Suuri katalaani Suuri katalaani iso kiinalainen Hienoa norjalaista Iso venäläinen Pieni Brockhaus ja Efron Britannica (verkossa) Brockhaus
Bibliografisissa luetteloissa	GND : 1143042131

SI-yksiköt
Perusyksiköt	ampeeri candela kelvin kilogramma mittari mooli toinen
Johdetut yksiköt erityisillä nimillä	becquerel wattia weber voltti Henry hertsiä celsiusastetta harmaa joule sievert rullattu riipus ylellisyyttä luumen newton ohm pascal radiaani Siemens steradiaani tesla farad
Hyväksytty käytettäväksi SI :n kanssa	angstrom astronominen yksikkö hehtaaria kaaren aste kaaren minuutti kaaren toinen Dalton (atomimassayksikkö) valkoinen litraa neper päivä tunnin minuutti tonnia elektroni-voltti
Katso myös	Si -etuliitteet Yksikön muuntaminen Metrijärjestelmän historia Metrinen yleissopimus 1875 Määritelmät 2005–2019 Uudelleenmääritys 2019