Ampery mierzą natężenie stałego prądu elektrycznego, który przepływa przez dwa proste, równoległe przewodniki. Znajdują się w przestrzeni próżniowej w odległości 1 metra od siebie, prąd powoduje pewną siłę oddziaływania na odcinkach przewodników. Jednostką miary amperów jest siła magnetomotoryczna, która tworzy zamkniętą pętlę, w której płynie strumień prądu. Wartość jest zawarta w siedmiu podstawowych jednostkach SI.
Zadowolony
- Tło historyczne
- Aktualna charakterystyka
- Prawo Ampera
Tło historyczne
Ampere to jednostka miary przyjęta w Paryżu na pierwszym Międzynarodowym Kongresie Elektryków w 1881 roku. Wielkość ma swoją nazwę na cześć słynnego fizyka Andre Ampere. W tym czasie istniała jednostka, która służyła jako definicja elektryczności w dwóch dynach między dwoma przewodnikami. Znajdują się w odległości 1 cm od siebie. Dziś ta wartość nazywana jest bio lub zderzakiem.
Generalna Konferencja Miar i Wag w 2011 r. zdecydowała, że główne wskaźniki miary zostaną przedefiniowane. Teraz, w Międzynarodowym Układzie Jednostek, powszechnie używane wielkości powinny opierać się na właściwościach atomów lub stałych fizycznych, a nie na artefaktach stworzonych przez człowieka.
Aktualna charakterystyka
W formalnej definicji Międzynarodowego Komitetu Miar i Wag amper to siła stałego prądu przepływającego przez cienkie, długie przewodniki. Muszą znajdować się w próżni w odległości jednego metra.
Prąd powoduje interakcję między przewodnikami, którego siła jest równa iloczynowi liczby 2 i 10 minus siódma potęga dla każdej sekcji metra.
W rzeczywistości nie można stworzyć takich warunków, ponieważ przewodniki mają określoną długość, a także przekrój. Dlatego wielkość oddziaływania określa się za pomocą cewek, na których nawinięto wiele zwojów drutu. Metoda ta została wykorzystana do obliczenia standardu jednostki na bilans prądu elektrycznego. Aby określić, co jest równe 1 amperowi, zmierzyli moment sił, które działały na cewkę z ukierunkowanymi elektronami umieszczonymi w polu magnetycznym.
W Federacji Rosyjskiej od 1992 r. standard ampera określany jest z prawa Ohma w sposób pośredni. Dzięki tym obliczeniom błąd zmniejsza się o połowę. Siła prądu jest również reprezentowana jako szybkość zmiany ładunku.
Oznacza to, że 1 amper jest równy sile elektryczności, przy której pewna jej ilość przechodzi przez element przewodzący na sekundę - jeden wisiorek.
Siłę prądu można znaleźć dzięki wzorowi: stosunek ładunku elektrycznego do czasu. Oznaczenia użytych ilości:
- I - wskaźnik energii elektrycznej;
- q to opłata;
- t - okres.
Prawo Ampera
Francuski naukowiec Ampere nie tylko przyczynił się do powstania nazwy jednostki miary, ale także ustanowił pewne prawo fizyczne. Określa siłę oddziaływania jednolitego pola magnetycznego na umieszczony w nim przewodnik.
Jego wartość zależy wprost proporcjonalnie od długości elementu przewodzącego prąd. Zależy ona również od siły ruchu skierowanych elektronów płynących w przewodniku, wektora indukcji magnetycznej oraz sinusa kąta między kierunkiem pierwszego i drugiego wykładnika.
Fizykowi udało się ustalić warunki interakcji przewodników z prądem elektrycznym. Ich przyciąganie lub odpychanie wynika właśnie z kierunkowego ruchu elektronów. Możesz dokładniej sformułować odpowiedź na pytanie, czym jest amper. Jest to siła elektryczności, przy której równoległe metrowe przewodniki oddziałują w próżni.
Charakteryzuje się kilkoma procesami:
- prąd przepływa w grzałce do 10 A;
- kanał piorunowy ma siłę 500 kA;
- elektroforeza - 0,8 mA, przy 1 mA = 0,001 A;
- Lampa 100 W włączona - 0,5 A.
W każdym odcinku obwodu wskaźnik prądu jest taki sam, ponieważ w zamkniętej pętli w dowolnym miejscu przez przekrój przewodnika co sekundę przepływa ta sama liczba elektronów. Wartość wskaźnika nie zależy od grubości elementu przewodzącego, ponieważ ładunki nie mogą się kumulować w jednym obszarze.
Jeśli interesuje Cię, jaki będzie amper w przyszłości, odpowiedź została udzielona na ostatnim spotkaniu konferencji generalnej. Wielkość, jak poprzednio, będzie decydować o sile prądu, ale jednocześnie musi zależeć od nowej definicji ładunku elektrycznego.
Oprócz tego, co jest mierzone w amperach, musisz znać związek wartości z innymi jednostkami SI. Napięcie na płytkach wzrasta o jeden wolt na sekundę, jeśli kondensator o pojemności 1 farada zostanie naładowany prądem o natężeniu jednego ampera. Przy prądzie w przewodzie równym 1 A przez jego przekrój przepływa co sekundę ładunek elektryczny o wartości jednego kulomba. Dodatkowo wartość ta służy do pomiaru różnicy potencjału magnetycznego i siły magnetomotorycznej.
