Амперы сокращенно как пишется

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 13 сентября 2022 года; проверки требуют 3 правки.

У этого термина существуют и другие значения, см. Ампер (значения).

Ампе́р (русское обозначение: А; международное: A) — единица измерения силы электрического тока в Международной системе единиц (СИ), одна из семи основных единиц СИ. В амперах измеряется также магнитодвижущая сила и разность магнитных потенциалов (устаревшее наименование — ампер-виток)^[1]: магнитодвижущая сила 1 ампер (ампер-виток) — это такая магнитодвижущая сила, которую создаёт замкнутый контур, по которому протекает ток, равный 1 амперу. Кроме системы СИ, ампер является единицей силы тока и относится к числу основных единиц в системе единиц МКСА.

Определение[править | править код]

16 ноября 2018 года на XXVI Генеральной конференции мер и весов было принято новое определение ампера, основанное на использовании численного значения элементарного электрического заряда. Формулировка, вступившая в силу 20 мая 2019 года, гласит^[2][3]:

Ампер, обозначение А (A), есть единица электрического тока в SI. Он определяется путем принятия фиксированного числового значения элементарного заряда e равным 1,602176634 × 10⁻¹⁹ при выражении в единице Кл, что соответствует А с, где секунда определяется через

 — частота излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133^[4].

История[править | править код]

Происхождение[править | править код]

Единица измерения, предложенная на 1-м Международном конгрессе электриков^[5] (1881 г., Париж) и принятая на Международном электрическом конгрессе (1893 г., Чикаго)^[6], названа в честь французского физика Андре Ампера. Она была первоначально определена как одна десятая единицы тока системы СГСМ (эта единица, известная в настоящее время как абампер или био, определяла ток, создающий силу в 2 дины на сантиметр длины между двумя тонкими проводниками на расстоянии в 1 см)^[7].

Международный ампер[править | править код]

В 1893 году было принято определение единицы измерения силы тока как тока, необходимого для электрохимического осаждения 1,118 миллиграммов серебра в секунду из раствора нитрата серебра^[5]. Предполагалось, что величина единицы при этом не изменится, однако оказалось, что она изменилась на 0,015 %. Эта единица стала известна как международный ампер.

Определение 1948 года[править | править код]

Определение ампера, предложенное Международным комитетом мер и весов в 1946 году и принятое IX Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) в октябре 1948 года, гласит^[8][9][10]:

Ампер — сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2⋅10⁻⁷ ньютона.

Таким образом, фактически было возвращено изначальное определение.

Из этого определения ампера следовало, что магнитная постоянная равна Гн/ м или, что то же самое, Н/А² точно. Это утверждение становится понятным, если учесть, что сила взаимодействия двух расположенных на расстоянии друг от друга бесконечных параллельных проводников, по которым текут токи и , приходящаяся на единицу длины, выражается соотношением:

После того, как в 1983 году было изменено определение метра (с 1960 года оно было привязано к длине волны определённого излучения атома криптона-86, а в 1983 стало определяться как расстояние, которое свет проходит за определённое время) и стало фиксированным (то есть точно определённым) значение скорости света c, фиксированным стало в результате и значение электрической постоянной ε₀, поскольку ε₀μ₀ по определению равно 1/c^{2 [6]}:

Ф/м ≈ 8,85418781762039 × 10⁻¹² Ф·м⁻¹.

Однако определение ампера, принятое в 1948 году, оказалось трудным для реализации, и в качестве практической реализации эталона ампера с 1980-х годов стали использоваться квантовые приборы, которые привязывали с помощью закона Ома ампер к вольту и ому (1 А = 1 В / 1 Ом), а те, в свою очередь, реализовывались с помощью эффекта Джозефсона и квантового эффекта Холла как определённые зависимости от постоянной Планка h и элементарного заряда e. Поэтому фиксация численных значений постоянной Планка (требуемая в первую очередь для переопределения килограмма) и элементарного заряда позволила ввести новое определение ампера, привязанное к значениям фундаментальных констант^[6].

Определение 2019 года[править | править код]

В 2018 году на 26-й ГКМВ было принято и на следующий год вступило в силу нынешнее определение ампера (при этом старое определение ампера, действовавшее с 1948 года, отменено). Величина ампера не изменилась при смене определения. Однако изменение определения привело к тому, что указанные выше выражения для магнитной и электрической постоянных μ₀ и ε₀ перестали быть точными, а стали выполняться лишь численно (но с огромной точностью) и подлежат экспериментальному измерению. Относительная стандартная неопределённость μ₀ и ε₀ равна относительной стандартной неопределённости величины α (постоянной тонкой структуры), а именно 2,3 × 10⁻¹⁰ на момент принятия резолюции 2018 года^[11].

Кратные и дольные единицы[править | править код]

В соответствии с полным официальным описанием СИ, содержащемся в действующей редакции Брошюры СИ (фр. Brochure SI, англ. The SI Brochure), опубликованной Международным бюро мер и весов (МБМВ), десятичные кратные и дольные единицы ампера образуются с помощью стандартных приставок СИ^[9][12]. «Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации», принятое Правительством Российской Федерации, предусматривает использование в России тех же приставок^[13].

Связь с другими единицами СИ[править | править код]

Если сила тока в проводнике равна 1 амперу, то за одну секунду через поперечное сечение проходит заряд, равный 1 кулону^[14].

Разность потенциалов в 1 вольт на концах проводника с электрическим сопротивлением 1 ом создаёт в нём ток 1 ампер.

Если конденсатор ёмкостью в 1 фарад заряжать током 1 ампер, то напряжение на обкладках будет возрастать на 1 вольт каждую секунду.

Если изменять ток со скоростью 1 ампер в секунду в проводнике, имеющем индуктивность 1 генри, в нём создаётся ЭДС индукции, равная одному вольту.

См. также[править | править код]

• Закон Ома
• Электричество
• Закон Ампера

Примечания[править | править код]

Литература[править | править код]

• Краткий словарь физических терминов / Сост. А. И. Болсун, рец. М. А. Ельяшевич. — Мн.: Вышэйшая школа, 1979. — С. 23—24. — 416 с. — 30 000 экз.
• Международная система единиц (SI) : Брошюра СИ. — Изд. 9-е. — Росстандарт, 2019. — 100 с.

Ссылки[править | править код]

• The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty // physics.nist.gov
• NIST Definition of ampere and μ₀ // physics.nist.gov
• Tutorial video explaining amperes and current // afrotechmods.com

СОКРАЩЁННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ЕДИНИЦ ВЕЛИЧИН

Компания СИМАС
Москва, Варшавское шоссе
д.125 стр.1
+7 (495) 980 – 29 – 37,
+7 (916) 942 – 65 – 95
info@simas.ru

From Wikipedia, the free encyclopedia

The ampere (, ;^[1][2][3] symbol: A),^[4] often shortened to amp,^[5] is the unit of electric current in the International System of Units (SI). One ampere is equal to 1 coulomb, or 6.241509074×10¹⁸ electrons worth of charge, moving past a point in a second.^[6][7][8] It is named after French mathematician and physicist André-Marie Ampère (1775–1836), considered the father of electromagnetism along with Danish physicist Hans Christian Ørsted.

As of the 2019 redefinition of the SI base units, the ampere is defined by fixing the elementary charge e to be exactly 1.602176634×10⁻¹⁹ C (coulomb),^[6][9] which means an ampere is an electrical current equivalent to 10¹⁹ elementary charges moving every 1.602176634 seconds or 6.241509074×10¹⁸ elementary charges moving in a second. Prior to the redefinition the ampere was defined as the current that would need to be passed through 2 parallel wires 1 metre apart to produce a magnetic force of 2×10⁻⁷ newtons per metre.

The earlier CGS system had two definitions of current, one essentially the same as the SI’s and the other using Coulomb’s law as a fundamental relationship, with the unit of charge defined by measuring the force between two charged metal plates. The ampere was then defined as one coulomb of charge per second.^[10] In SI, the unit of charge, the coulomb, is defined as the charge carried by one ampere during one second.

History[edit]

The ampere is named for French physicist and mathematician André-Marie Ampère (1775–1836), who studied electromagnetism and laid the foundation of electrodynamics. In recognition of Ampère’s contributions to the creation of modern electrical science, an international convention, signed at the 1881 International Exposition of Electricity, established the ampere as a standard unit of electrical measurement for electric current.

The ampere was originally defined as one tenth of the unit of electric current in the centimetre–gram–second system of units. That unit, now known as the abampere, was defined as the amount of current that generates a force of two dynes per centimetre of length between two wires one centimetre apart.^[11] The size of the unit was chosen so that the units derived from it in the MKSA system would be conveniently sized.

The “international ampere” was an early realization of the ampere, defined as the current that would deposit 0.001118 grams of silver per second from a silver nitrate solution.^[12] Later, more accurate measurements revealed that this current is 0.99985 A.

Since power is defined as the product of current and voltage, the ampere can alternatively be expressed in terms of the other units using the relationship I = P/V, and thus 1 A = 1 W/V. Current can be measured by a multimeter, a device that can measure electrical voltage, current, and resistance.

Former definition in the SI[edit]

Until 2019, the SI defined the ampere as follows:

The ampere is that constant current which, if maintained in two straight parallel conductors of infinite length, of negligible circular cross-section, and placed one metre apart in vacuum, would produce between these conductors a force equal to 2×10⁻⁷ newtons per metre of length.^{[13]: 113  [14]}

Ampère’s force law^[15][16] states that there is an attractive or repulsive force between two parallel wires carrying an electric current. This force is used in the formal definition of the ampere.

The SI unit of charge, the coulomb, was then defined as “the quantity of electricity carried in 1 second by a current of 1 ampere”.^[13]: 144 Conversely, a current of one ampere is one coulomb of charge going past a given point per second:

In general, charge Q was determined by steady current I flowing for a time t as Q = It.

This definition of the ampere was most accurately realised using a Kibble balance, but in practice the unit was maintained via Ohm’s law from the units of electromotive force and resistance, the volt and the ohm, since the latter two could be tied to physical phenomena that are relatively easy to reproduce, the Josephson effect and the quantum Hall effect, respectively.^[17]

Techniques to establish the realisation of an ampere had a relative uncertainty of approximately a few parts in 10⁷, and involved realisations of the watt, the ohm and the volt.^[17]

Present definition[edit]

The 2019 redefinition of the SI base units defined the ampere by taking the fixed numerical value of the elementary charge e to be 1.602 176 634 × 10⁻¹⁹ when expressed in the unit C, which is equal to A⋅s, where the second is defined in terms of ∆ν_Cs, the unperturbed ground state hyperfine transition frequency of the caesium-133 atom.^[18]

The SI unit of charge, the coulomb, “is the quantity of electricity carried in 1 second by a current of 1 ampere”.^[19] Conversely, a current of one ampere is one coulomb of charge going past a given point per second:

In general, charge Q is determined by steady current I flowing for a time t as Q = I t.

Constant, instantaneous and average current are expressed in amperes (as in “the charging current is 1.2 A”) and the charge accumulated (or passed through a circuit) over a period of time is expressed in coulombs (as in “the battery charge is 30000 C“). The relation of the ampere (C/s) to the coulomb is the same as that of the watt (J/s) to the joule.

Units derived from the ampere[edit]

The international system of units (SI) is based on 7 SI base units the second, metre, kilogram, kelvin, ampere, mole, and candela representing 7 fundamental types of physical quantity, or “dimensions”, (time, length, mass, temperature, electrical current, amount of substance, and luminous intensity respectively) with all other SI units being defined using these. These SI derived units can either be given special names e.g. watt, volt, lux, etc. or defined in terms of others, e.g. metre per second. The units with special names derived from the ampere are:

There are also some SI units that are frequently used in the context of electrical engineering and electrical appliances, but can be defined independently of the ampere, notably the hertz, joule, watt, candela, lumen, and lux.

SI prefixes[edit]

Like other SI units, the ampere can be modified by adding a prefix that multiplies it by a power of 10.

See also[edit]

• Ammeter
• Ampacity (current-carrying capacity)
• Electric current
• Electric shock
• Hydraulic analogy
• Magnetic constant
• Orders of magnitude (current)

References[edit]

External links[edit]

• The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty
• NIST Definition of ampere and μ₀