Ampere – Wikipedia

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SI Basiseinheit des elektrischen Stroms

Das Ampere (,;[1][2][3] Symbol: EIN),[4] oft verkürzt auf “amp”,[5] ist die Basiseinheit des elektrischen Stroms im Internationalen Einheitensystem (SI).[6][7] Es ist nach André-Marie Ampère (1775–1836) benannt, dem französischen Mathematiker und Physiker, der als Vater des Elektromagnetismus gilt.

Das Internationale Einheitensystem definiert das Ampere in Bezug auf andere Basiseinheiten durch Messung der elektromagnetischen Kraft zwischen elektrischen Leitern, die elektrischen Strom führen. Das frühere CGS-System hatte zwei unterschiedliche Definitionen von Strom, eine im Wesentlichen dieselbe wie die SI und die andere unter Verwendung elektrischer Ladung als Basiseinheit, wobei die Ladungseinheit durch Messen der Kraft zwischen zwei geladenen Metallplatten definiert wurde. Das Ampere wurde dann als ein Coulomb Ladung pro Sekunde definiert.[8] In SI ist die Ladungseinheit, das Coulomb, definiert als die Ladung, die von einem Ampere während einer Sekunde getragen wird.

Neue Definitionen in Bezug auf invariante Naturkonstanten, insbesondere die Elementarladung, wurden am 20. Mai 2019 wirksam.[9]

Definition[edit]

Das Ampere wird definiert, indem der feste numerische Wert der Elementarladung genommen wird e 1,602 176 634 × 10 sein−19 ausgedrückt in der Einheit C, die gleich A⋅s ist, wobei die zweite in Bezug auf definiert ist ∆νCsdie ungestörte Hyperfeinübergangsfrequenz des Cäsium-133-Atoms im Grundzustand.[10]

Die SI-Ladungseinheit, das Coulomb, “ist die Elektrizitätsmenge, die in 1 Sekunde von einem Strom von 1 Ampere getragen wird”.[11] Umgekehrt ist ein Strom von einem Ampere ein Coulomb Ladung, das über einen bestimmten Punkt pro Sekunde hinausgeht:

1 EIN=1C / s.{ displaystyle { rm {1 A = 1 , { text {C / s}}.}}}

Im Allgemeinen berechnen Q. wird durch Dauerstrom bestimmt ich eine Zeit lang fließen t wie Q. = ich t.

Konstanter, momentaner und durchschnittlicher Strom werden in Ampere ausgedrückt (wie in “der Ladestrom beträgt 1,2 A”) und die über einen Zeitraum akkumulierte (oder durch einen Stromkreis geleitete) Ladung wird in Coulomb ausgedrückt (wie in “die Batterieladung ist”) 30000 C.“). Das Verhältnis des Ampere (C / s) zum Coulomb ist das gleiche wie das des Watt (J / s) zum Joule.

Geschichte[edit]

Das Ampere ist nach dem französischen Physiker und Mathematiker André-Marie Ampère (1775–1836) benannt, der Elektromagnetismus studierte und den Grundstein für die Elektrodynamik legte. In Anerkennung der Beiträge von Ampère zur Schaffung der modernen Elektrowissenschaft etablierte eine internationale Konvention, die auf der Internationalen Elektrizitätsausstellung von 1881 unterzeichnet wurde, das Ampere als Standardeinheit für die elektrische Messung von elektrischem Strom.

Das Ampere wurde ursprünglich als ein Zehntel der Einheit des elektrischen Stroms im Zentimeter-Gramm-Sekunden-Einheitensystem definiert. Diese Einheit, die jetzt als Abampere bekannt ist, wurde als die Strommenge definiert, die eine Kraft von zwei Dyn pro Zentimeter Länge zwischen zwei Drähten im Abstand von einem Zentimeter erzeugt.[12] Die Größe der Einheit wurde so gewählt, dass die im MKSA-System daraus abgeleiteten Einheiten bequem dimensioniert werden.

Das “internationale Ampere” war eine frühe Realisierung des Ampere, definiert als der Strom, der sich ablagern würde 0,001118 Gramm Silber pro Sekunde aus einer Silbernitratlösung.[13] Später ergaben genauere Messungen, dass dieser Strom ist 0,99985 EIN.

Da Leistung als Produkt aus Strom und Spannung definiert ist, kann das Ampere alternativ in Bezug auf die anderen Einheiten unter Verwendung der Beziehung ausgedrückt werden ich = P./.V.und somit 1 A = 1 W / V. Der Strom kann mit einem Multimeter gemessen werden, einem Gerät, das elektrische Spannung, Strom und Widerstand messen kann.

Frühere Definition in der SI[edit]

Bis 2019 definierte der SI das Ampere wie folgt:

Das Ampere ist der konstante Strom, der, wenn er in zwei geraden parallelen Leitern unendlicher Länge mit vernachlässigbarem Kreisquerschnitt gehalten und im Vakuum einen Meter voneinander entfernt angeordnet wird, zwischen diesen Leitern eine Kraft von gleich erzeugt 2×10−7 Newton pro Meter Länge.[14]::113[15]

Ampères Kraftgesetz[16][17] gibt an, dass zwischen zwei parallelen Drähten, die elektrischen Strom führen, eine anziehende oder abstoßende Kraft besteht. Diese Kraft wird bei der formalen Definition des Ampere verwendet.

Die SI-Ladungseinheit, das Coulomb, wurde dann definiert als “die Elektrizitätsmenge, die in 1 Sekunde von einem Strom von 1 Ampere getragen wird”.[14]::144 Umgekehrt ist ein Strom von einem Ampere ein Coulomb Ladung, das über einen bestimmten Punkt pro Sekunde hinausgeht:

1 EIN=1C.s.{ displaystyle { rm {1 A = 1 { tfrac {C} {s}}.}}}

Im Allgemeinen berechnen Q. wurde durch Dauerstrom bestimmt ich eine Zeit lang fließen t wie Q. = Es.

Realisierung[edit]

Das Standardampere wird am genauesten unter Verwendung einer Kibble-Waage realisiert, wird jedoch in der Praxis über das Ohmsche Gesetz aus den Einheiten der elektromotorischen Kraft und des Widerstands, dem Volt und dem Ohm, aufrechterhalten, da die beiden letzteren an physikalische Phänomene gebunden werden können, die relativ leicht zu lösen sind reproduzieren den Josephson-Effekt bzw. den Quanten-Hall-Effekt.[18]

Techniken zur Feststellung der Realisierung eines Ampere haben eine relative Unsicherheit von ungefähr einigen Teilen in 107und beinhalten Realisierungen des Watt, des Ohm und des Volt.[18]

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

  1. ^ Jones, Daniel (2011). Roach, Peter; Setter, Jane; Esling, John (Hrsg.). Cambridge Englisch Aussprachewörterbuch (18. Aufl.). Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-15255-6.
  2. ^ Wells, John C. (2008). Longman Aussprache Wörterbuch (3. Aufl.). Longman. ISBN 978-1-4058-8118-0.
  3. ^ “Ampere”. Merriam-Webster-Wörterbuch. Abgerufen 29. September 2020.
  4. ^ “2. SI-Basiseinheiten”, SI-Broschüre (8. Ausgabe), BIPM, archiviert vom Original am 7. Oktober 2014abgerufen 19. November 2011
  5. ^ SI unterstützt nur die Verwendung von Symbolen und lehnt die Verwendung von Abkürzungen für Einheiten ab.“Bureau International des Poids et Mesures” (PDF). 2006. p. 130. Abgerufen 21. November 2011.
  6. ^ “2.1. Einheit des elektrischen Stroms (Ampere)”, SI-Broschüre (8. Ausgabe), BIPM, archiviert vom Original am 3. Februar 2012abgerufen 19. November 2011
  7. ^ Definitionen der Basiseinheiten: Ampere Archiviert 25. April 2017 auf der Wayback Machine Physics.nist.gov. Abgerufen am 28. September 2010.
  8. ^ Bodanis, David (2005), Elektrisches Universum, New York: Three Rivers Press, ISBN 978-0-307-33598-2
  9. ^
    Resolutionsentwurf A “Über die Überarbeitung des Internationalen Einheitensystems (SI)”, der der CGPM auf ihrer 26. Sitzung (2018) vorgelegt werden soll (PDF)
  10. ^ Ampere (A). www.npl.co.uk.. Abgerufen 21. Mai 2019.
  11. ^ Das Internationale Einheitensystem (SI) (PDF) (8. Aufl.), Bureau International des Poids et Mesures, 2006, p. 144, archiviert (PDF) vom Original am 5. November 2013.
  12. ^ Kowalski, L (1986), “Eine kurze Geschichte der SI-Einheiten in Elektrizität”, Der Physiklehrer, Montclair, 24 (2): 97–99, Bibcode:1986PhTea..24 … 97K, doi:10.1119 / 1.2341955, archiviert von das Original am 14. Februar 2002
  13. ^ Geschichte des Ampere, Größen, 1. April 2014, archiviert vom Original am 20. Oktober 2016abgerufen 29. Januar 2017
  14. ^ ein b Internationales Büro für Gewichte und Maße (2006), Das Internationale Einheitensystem (SI) (PDF) (8. Aufl.), ISBN 92-822-2213-6, archiviert (PDF) vom Original am 14. August 2017
  15. ^ Monk, Paul MS (2004), Physikalische Chemie: Unsere chemische Welt verstehen, John Wiley & Sons, ISBN 0-471-49180-2, archiviert vom Original am 2. Januar 2014
  16. ^ Serway, Raymond A; Jewett, JW (2006). Serways Prinzipien der Physik: ein kalkülbasierter Text (Vierte Ausgabe). Belmont, Kalifornien: Thompson Brooks / Cole. p. 746. ISBN 0-53449143-X. Archiviert vom Original am 21. Juni 2013.
  17. ^ Jenseits des Kilogramms: Das internationale Einheitensystem neu definieren, USA: Nationales Institut für Standards und Technologie, 2006, archiviert vom Original am 21. März 2008abgerufen 3. Dezember 2008.
  18. ^ ein b “Anhang 2: Praktische Umsetzung von Gerätedefinitionen: Elektrische Größen”, SI-Broschüre, BIPM, archiviert von das Original am 14. April 2013.

Externe Links[edit]