Ампер

С Википедије, слободне енциклопедије
Ампер
Amperemeter hg.jpg
Демонстрациони модел покретног гвозденог амперметра. Како се струја кроз калем повећава, клип се увлачи даље у калем и показивач се скреће удесно.
Информације о јединици
СистемМеђународни систем јединица (СИ)
ЈединицаЕлектрична струја
СимболA 
Именован поАндре-Мари Ампер

У физици, ампер[1][2][3] (симбол: A)[4][5] је основна СИ јединица која се користи за мерење електричне струје.[6][7][8] Садашња дефиниција, коју је усвојила девета Генерална конференција тежина и мера 1948. године, гласи: „један ампер је стална електрична струја која би, када би се одржавала у два права паралелна проводника, неограничене дужине и занемарљиво малог кружног пресека, који се налазе у вакууму на међусобном растојању од једног метра, проузроковала међу тим проводницима силу једнаку 2 × 10−7 њутна по метру дужине“. Дефиниција за ампер је истоветна фиксирању вредности пермеабилности у вакууму на μ0 = 4π × 10−7 H/m. Пре 1948, коришћен је такозвани интернационални ампер, дефинисан преко електролитичке стопе распадања сребра. Једнак је 0,99985 A.

Ампер је добио име по Андре-Мари Амперу, једним од главних који су открили електромагнетизам. Ампер се најтачније постиже користећи амперову равнотежу, али се у пракси добија преко Омовог закона од јединица за напон и отпор, волта и ома. Јединица количине наелектрисања, кулон, се дефинише у вези са ампером: један кулон је количина наелектрисања пренета струјом једног ампера у оквиру једне секунде. Пошто је струја стопа којим се наелектрисање креће по површини, а ампер мери струју, један ампер је једнак току једног кулона у секунди:

Пошто је кулон приближно једнак 6,24 × 1018 основног наелектрисања, један ампер је једнак: 6,24 × 1018 основног наелектрисања које се креће по површини у једној секунди. Користећи СИ дефиницију за конвенцијалне вредности Џозефсонове и фон Клицингове константе, ампер може да се дефинише као тачно 6,241 509 629 152 65 × 1018 основног наелектрисања у секунди.

Од редефинисања основних јединица СИ из 2019. године, ампер је дефинисан постављањем магнитуде елементарног наелектрисања на 1,602,176,634×10−19 C (кулона),[6][9] што значи да је ампер електрична струја еквивалентна 1019 елементарних набоја пролази сваких 1,602,176,634 секунди. Пре редефинисања, ампер је био дефинисан као струја која би морала да се прође кроз 2 паралелне жице удаљене 1 метар да би се произвела магнетна сила од 2×10−7 њутна по метру. Ранији CGS систем је имао две дефиниције струје, једну у суштини исту као СИ и другу која је користила електрични набој као основну јединицу, при чему је јединица наелектрисања дефинисана мерењем силе између две наелектрисане металне плоче. Ампер је тада дефинисан као један кулон наелектрисања у секунди.[10] У СИ, јединица наелектрисања, кулон, је дефинисана као наелектрисање које носи један ампер током једне секунде.

Дефиниција[уреди | уреди извор]

Ампер се дефинише узимањем фиксне нумеричке вредности елементарног наелектрисања e 1,602 176 634 × 10−19 када је изражено у јединици C, што је једнако A⋅s, где је секунда дефинисана као νCs, хиперфина прелазна фреквенција непоремећеног основног стања атома цезијум-133.[11]

СИ јединица наелектрисања, кулон, „је количина електричне енергије коју у 1 секунди преноси струја од 1 ампера”.[12] Супротно томе, струја од једног ампера је један кулон наелектрисања који пролази кроз дату тачку у секунди:

Уопштено говорећи, наелектрисање Q је одређено сталном струјом I која тече током времена t као Q = I t.

Историја[уреди | уреди извор]

Ампер је добио име по француском физичару и математичару Андре-Мари Амперу (1775–1836), који је проучавао електромагнетизам и поставио темеље електродинамике. У знак признања за Амперов допринос стварању модерне електричне науке, међународна конвенција, потписана на Међународној изложби електричне енергије 1881. године, установила је ампер као стандардну јединицу електричне мере за електричну струју.

Ампер је првобитно дефинисан као једна десетина јединице електричне струје у систему јединица центиметар–грам–секунда. Та јединица, сада позната као абампер, дефинисана је као количина струје која генерише силу од два дина по центиметру дужине између две жице удаљене један центиметар једна од друге.[13] Величина јединице је изабрана тако да јединице изведене из ње у MKSA систему буду одговарајуће величине.

„Међународни ампер“ је био рана реализација ампера, дефинисаног као струја која би депоновала 0,001,118 grams грама сребра у секунди из раствора сребрног нитрата.[14] Касније су тачнија мерења открила да је ова струја 0,999,85 A.

Ранија дефиниција у СИ[уреди | уреди извор]

До 2019. године СИ је дефинисао ампер на следећи начин:

Ампер је она константна струја која би, ако би се одржавала у два права паралелна проводника бесконачне дужине, занемарљивог кружног попречног пресека, и постављена један метар један од другог у вакууму, произвела између тих проводника силу једнаку 2×10−7 њутна по метар дужине.[15]:113 [16]

Амперов закон силе[17][18] наводи да постоји привлачна или одбојна сила између две паралелне жице које воде електричну струју. Ова сила се користи у формалној дефиницији ампера.

СИ јединица наелектрисања, кулон, тада је дефинисана као „количина електричне енергије коју у 1 секунди преноси струја од 1 ампера“.[15]:144 Насупрот томе, струја од једног ампера је један кулон наелектрисања који пролази кроз дату тачку у секунди:

Уопштено, наелектрисање Q је одређено сталном струјом I која тече током времена t као Q = It.

Реализација[уреди | уреди извор]

Стандардни ампер се најтачније реализује коришћењем Киблове ваге, али се у пракси одржава путем Омовог закона из јединица електромоторне силе и отпора, волта и ома, пошто се последња два могу везати за физичке појаве које је релативно лако репродуковати, Џозефсонов ефекат и квантни Холов ефекат, респективно.[19]

СИ јединице за електрицитет[уреди | уреди извор]

Јединице СИ система за електромагнетизам
име симбол дефиниција величина
Ампер (основна јединица СИ система) A A јачина електричне струје
Кулон C A·s количина наелектрисања
Волт V J/C = kg·m2·s−3·A−1 потенцијална разлика, напон
Ом Ω V/A = kg·m2·s−3·A−2 отпор, импеданса
Ом метар Ω·m kg·m3·s−3·A−2 специфични отпор
Ват W V·A = kg·m2·s−3 електрична снага
Фарад F C/V = kg−1·m−2·A2·s4 електрични капацитет
Фарад по метру F/m kg−1·m−3·A2·s4 магнетна пермитивност
реципрочни Фарад F−1 kg1·m2·A−2·s−4 еластанца
Сименс S Ω−1 = kg−1·m−2·s3·A2 електрична проводност
сименс по метру S/m kg−1·m−3·s3·A2 специфична електрична проводљивост
Вебер Wb V·s = kg·m2·s−2·A−1 флукс магнетног поља
Тесла T Wb/m2 = kg·s−2·A−1 магнетна индукција
Ампер по метру A/m m−1·A јачина магнетног поља
Ампер по Веберу A/Wb kg−1·m−2·s2·A2 магнетна отпорност
Хенри H V·s/A = kg·m2·s−2·A−2 индуктивност
Хенри по метру H/m kg·m·s−2·A−2 магнетна пермеабилност
(без димензија) - - магнетна осетљивост

Види још[уреди | уреди извор]

Референце[уреди | уреди извор]

  1. ^ Jones, Daniel (2011). Roach, Peter; Setter, Jane; Esling, John, ур. Cambridge English Pronouncing Dictionary (18. изд.). Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-15255-6. 
  2. ^ Wells, John C. (2008). Longman Pronunciation Dictionary (3. изд.). Longman. ISBN 978-1-4058-8118-0. 
  3. ^ „Ampere”. Merriam-Webster Dictionary. Приступљено 29. 9. 2020. 
  4. ^ „2. SI base units”, SI brochure (8th изд.), BIPM, Архивирано из оригинала на датум 7. 10. 2014, Приступљено 19. 11. 2011 
  5. ^ SI supports only the use of symbols and deprecates the use of abbreviations for units.„Bureau International des Poids et Mesures” (PDF). 2006. стр. 130. Архивирано из оригинала (PDF) на датум 14. 8. 2017. Приступљено 21. 11. 2011. 
  6. ^ а б BIPM (20. 5. 2019). „Mise en pratique for the definition of the ampere in the SI” (PDF). BIPM. Приступљено 18. 2. 2022. 
  7. ^ „2.1. Unit of electric current (ampere)”, SI brochure (8th изд.), BIPM, Архивирано из оригинала на датум 3. 2. 2012, Приступљено 19. 11. 2011 
  8. ^ Base unit definitions: Ampere Архивирано 25 април 2017 на сајту Wayback Machine Physics.nist.gov. Retrieved on 28 September 2010.
  9. ^ Draft Resolution A "On the revision of the International System of units (SI)" to be submitted to the CGPM at its 26th meeting (2018) (PDF), Архивирано из оригинала (PDF) на датум 29. 4. 2018, Приступљено 28. 10. 2018 
  10. ^ Bodanis, David (2005), Electric Universe, New York: Three Rivers Press, ISBN 978-0-307-33598-2 
  11. ^ „ampere (A)”. www.npl.co.uk. Приступљено 21. 5. 2019. 
  12. ^ The International System of Units (SI) (PDF) (8th изд.), Bureau International des Poids et Mesures, 2006, стр. 144, Архивирано (PDF) из оригинала на датум 5. 11. 2013 .
  13. ^ Kowalski, L (1986), „A short history of the SI units in electricity”, The Physics Teacher, Montclair, 24 (2): 97—99, Bibcode:1986PhTea..24...97K, doi:10.1119/1.2341955, Архивирано из оригинала на датум 14. 2. 2002 
  14. ^ History of the ampere, Sizes, 1. 4. 2014, Архивирано из оригинала на датум 20. 10. 2016, Приступљено 29. 1. 2017 
  15. ^ а б International Bureau of Weights and Measures (2006), The International System of Units (SI) (PDF) (8th изд.), ISBN 92-822-2213-6 
  16. ^ Monk, Paul MS (2004), Physical Chemistry: Understanding our Chemical World, John Wiley & Sons, ISBN 0-471-49180-2, Архивирано из оригинала на датум 2. 1. 2014 
  17. ^ Serway, Raymond A; Jewett, JW (2006). Serway's principles of physics: a calculus based text (Fourth изд.). Belmont, CA: Thompson Brooks/Cole. стр. 746. ISBN 0-53449143-X. Архивирано из оригинала на датум 21. 6. 2013. 
  18. ^ Beyond the Kilogram: Redefining the International System of Units, US: National Institute of Standards and Technology, 2006, Архивирано из оригинала на датум 21. 3. 2008, Приступљено 3. 12. 2008 .
  19. ^ „Appendix 2: Practical realisation of unit definitions: Electrical quantities”, SI brochure, BIPM, Архивирано из оригинала на датум 14. 4. 2013 .

Литература[уреди | уреди извор]

Спољашње везе[уреди | уреди извор]