אמפר מודדים את עוצמתו של זרם חשמלי קבוע העובר דרך שני מוליכים מקבילים ישרים. הם ממוקמים בחלל ואקום במרחק של מטר אחד מהשני, הזרם גורם לכוח אינטראקציה מסוים בקטעי המוליכים. יחידת המדידה של אמפר נקראת הכוח המגנטו-מוטיבי, היוצר לולאה סגורה שבה זורם זרם של חשמל. הערך כלול בשבע יחידות ה-SI הבסיסיות.
תוֹכֶן
- רקע היסטורי
- מאפיין נוכחי
- חוק אמפר
רקע היסטורי
אמפר היא יחידת מדידה שאומצה בפריז בקונגרס הבינלאומי הראשון של חשמלאים ב-1881. הגודל קיבל את שמו לכבודו של הפיזיקאי המפורסם אנדרה אמפר. באותה תקופה הייתה יחידה ששימשה כהגדרת חשמל בשני דינים בין שני מוליכים. הם ממוקמים במרחק של 1 ס"מ אחד מהשני. היום הערך הזה נקרא ביו או אבומפר.
הוועידה הכללית לענייני משקלים ומידות בשנת 2011 החליטה כי המדדים העיקריים למדידה יוגדרו מחדש. כעת, במערכת היחידות הבינלאומית, כמויות נפוצות צריכות להתבסס על תכונות של אטומים או קבועים פיזיקליים, ולא על חפצים מעשה ידי אדם.
מאפיין נוכחי
בהגדרה הרשמית של הוועדה הבינלאומית למשקלים ולמידות, אמפר הוא כוחו של חשמל קבוע שזורם דרך מוליכים ארוכים ודקים. הם חייבים להיות בוואקום עם מרחק של מטר אחד.
זרם גורם לאינטראקציה בין מוליכים, שעוצמתו שווה למכפלת המספר 2 ו-10 בניכוי החזקה השביעית עבור כל קטע מטר.
אי אפשר ליצור תנאים כאלה במציאות, כי למנצחים יש אורך מסוים, כמו גם חתך רוחב. לכן, גודל האינטראקציה נמצא על ידי שימוש בסלילים שעליהם נפתלו סיבובים רבים של תיל. שיטה זו שימשה לחישוב התקן של היחידה על מאזן הזרם החשמלי. כדי לקבוע מה שווה ל-1 אמפר, הם מדדו את מומנט הכוחות שפעלו על סליל עם אלקטרונים מכוונים המוצבים בשדה מגנטי.
בפדרציה הרוסית, מאז 1992, תקן האמפר נקבע באמצעות חוק אוהם, בדרך עקיפה. בחישוב זה, השגיאה מצטמצמת בחצי. עוצמת הזרם מיוצגת גם כקצב שינוי המטען.
כלומר, 1 אמפר שווה לכוח החשמל שבו כמות מסוימת שלו עוברת דרך האלמנט המוליך בשנייה - תליון אחד.
ניתן למצוא את עוצמת הזרם הודות לנוסחה: היחס בין המטען החשמלי לזמן. כינויים של הכמויות בשימוש:
- I - אינדיקטור של חשמל;
- q הוא המטען;
- t - נקודה.
חוק אמפר
המדען הצרפתי אמפר לא רק תרם להופעתה של שמה של יחידת המדידה, אלא גם קבע חוק פיזיקלי מסוים. הוא קובע את עוצמת ההשפעה של שדה מגנטי אחיד על המוליך, אשר ממוקם בו.
ערכו תלוי באורך האלמנט נושא הזרם ביחס ישר. זה תלוי גם בכוח התנועה של אלקטרונים מכוונים הזורמים במוליך, בוקטור של אינדוקציה מגנטית ובסינוס של הזווית בין כיוון המעריך הראשון והשני.
הפיזיקאי הצליח לקבוע את התנאים לאינטראקציה של מוליכים עם זרם חשמלי. המשיכה או הדחייה שלהם נובעת בדיוק מתנועה כיוונית של אלקטרונים. אתה יכול לנסח בצורה מדויקת יותר את התשובה לשאלה מהו האמפר. זהו כוח החשמל שבו מוליכים מקבילים באורך מטר מתקשרים בוואקום.
ניתן לאפיין אותו במספר תהליכים:
- חשמל עובר בתנור עד 10 A;
- לערוץ הברק יש כוח של 500 kA;
- אלקטרופורזה - 0.8 mA, עם 1 mA = 0.001 A;
- מנורת 100 וואט דולקת - 0.5 A.
בכל קטע של המעגל, מחוון הזרם זהה, שכן בלולאה סגורה בכל מקום דרך חתך המוליך זורם אותו מספר אלקטרונים בכל שנייה. ערך המחוון אינו תלוי בעובי האלמנט המוליך, כי מטענים לא יכולים להצטבר באזור אחד.
אם אתה מעוניין מה יהיה האמפר בעתיד, אז התשובה ניתנה בישיבה האחרונה של הוועידה הכללית. הכמות, כמו קודם, תקבע את עוצמת הזרם, אך יחד עם זאת היא חייבת להיות תלויה בהגדרה החדשה של המטען החשמלי.
בנוסף למה שנמדד באמפר, אתה צריך לדעת את הקשר של הערך עם יחידות SI אחרות. המתח על הלוחות עולה בוולט אחד בכל שנייה אם קבל בקיבולת 1 פארד נטען בחשמל של אמפר אחד. עם זרם במוליך השווה ל-1 A, מטען חשמלי של קולומב אחד עובר בחתך הרוחב שלו לכל שנייה. בנוסף, ערך זה משמש למדידת ההבדל בפוטנציאל המגנטי ובכוח המגנטו-מוטיבי.
