Ампер — единица измерения электрического тока¶
Ампер (символ: А, международное обозначение: A) — единица измерения силы электрического тока в Международной системе единиц (СИ). Входит в число семи основных единиц СИ. Названа в честь французского физика и математика Андре-Мари Ампера (1775—1836), одного из основоположников учения об электричестве и магнетизме.
¶Определение
В современной редакции СИ (с 20 мая 2019 года) ампер определяется через фундаментальную константу — элементарный заряд e, равный приблизительно 1,602176634·10⁻¹⁹ кулон. Один ампер соответствует току, при котором за одну секунду через поперечное сечение проводника проходит заряд, состоящий примерно из 6,241509·10¹⁸ элементарных зарядов. Такое определение сделало единицу тока воспроизводимой в любой лаборатории мира без зависимости от эталонов.
До 2019 года ампер определялся силой тока, который при прохождении через два параллельных проводника бесконечной длины и пренебрежимо малого сечения, расположенных на расстоянии один метр друг от друга в вакууме, создавал бы между ними силу взаимодействия, равную 2·10⁻⁷ ньютонов на метр длины.
¶История
Единица электрического тока получила своё название в 1881 году на Первом международном конгрессе электриков в Париже, где она была официально принята в системе CGS. В 1948 году Генеральная конференция мер и весов утвердила ампер как единицу СИ, определив его через силу взаимодействия проводников.
В 2018 году на 26-й Генеральной конференции мер и весов было принято решение о пересмотре определений четырёх основных единиц СИ, включая ампер. Новая редакция вступила в силу 20 мая 2019 года и основана на фиксированных значениях фундаментальных констант: элементарного заряда и постоянной Планка.
¶Кратные и дробные единицы
| Единица | Обозначение | Отношение к амперу |
|---|---|---|
| килоампер | кА (kA) | 10³ А |
| миллиампер | мА (mA) | 10⁻³ А |
| микроампер | мкА (µA) | 10⁻⁶ А |
| наноампер | нА (nA) | 10⁻⁹ А |
¶Связанные единицы
Из ампера выводятся производные единицы СИ:
- Вольт (В) — единица напряжения, 1 В = 1 Вт/А;
- Ом (Ω) — единица электрического сопротивления, 1 Ом = 1 В/А;
- Кулон (Кл) — единица электрического заряда, 1 Кл = 1 А·с;
- Ватт (Вт) — единица мощности, 1 Вт = 1 В·А.
¶Измерение силы тока
Для измерения силы электрического тока используются амперметры, подключаемые последовательно с участком цепи. В лабораторной практике применяются мультиметры, стрелочные и цифровые приборы. Для измерения малых токов (микро- и наноамперы) используются специальные микроамперметры и гальванометры.
В промышленной и лабораторной электротехнике ток измеряют с помощью трансформаторов тока, шунтов и датчиков Холла. Для калибровки измерительных приборов применяются эталонные источники тока и компенсационные методы.
¶Применение
Ампер широко используется в электротехнике, электронике, электроэнергетике и физике. Номинальный ток электроприборов указывается на маркировке: бытовые лампочки потребляют доли ампера, зарядные устройства смартфонов — около 1–2 А, электрические плиты — 10–15 А, промышленные установки — сотни и тысячи ампер.
В электроэнергетике токи в линиях электропередачи достигают нескольких килоампер. В физике элементарных частиц токи в ускорителях измеряются в микроамперах. В медицине параметры электрических импульсов (кардиостимуляторы, дефибрилляторы) также задаются в амперах и их дробных единицах.
¶Интересные факты
- Амперметр идеального качества обладал бы нулевым внутренним сопротивлением, что невозможно реализовать на практике.
- Сила тока в 1 А через раствор электролита осаждает за секунду определённое количество серебра — на этом основан метод кулонометрии.
- Ампер был также выдающимся математиком: ему принадлежат работы по вариационному исчислению и теории вероятностей (закон Ампера — распределение вероятностей).
¶Источники
- Международная система единиц (СИ), справочник BIPM
- ГОСТ 8.417-2002. Единицы измерения величин
- Физический энциклопедический словарь
- Большая российская энциклопедия