Μέσα από το γράμμα A περνά ένα χάλκινο σύρμα με διαφανή μόνωση. Μέσα του κινούνται αργά μπλε ηλεκτρόνια. Στη μέση στέκεται ένας μετρητής: αναβοσβήνει για κάθε ηλεκτρόνιο που περνά τη διατομή. Γύρω από το σύρμα τρέχουν διακεκομμένοι δακτύλιοι μαγνητικού πεδίου. Δεξιά η βελόνα μιας πυξίδας στρέφεται κάθετα στο σύρμα και ηρεμεί. Η οθόνη δείχνει 6,24·10¹⁸ ηλεκτρόνια ανά δευτερόλεπτο — αυτό είναι ένα αμπέρ.
Φύλλο μονάδας
θεμελιώδης μονάδα SIαναθ. 2026-10Αμπέρ A
Θεμελιώδης μονάδα SI · μέγεθος: ένταση ηλεκτρικού ρεύματος
Το αμπέρ είναι απλώς μέτρημα ηλεκτρονίων
Όταν ανάβει ένας βραστήρας, από το καλώδιο περνά ρεύμα περίπου 10 A. Κάθε δευτερόλεπτο περνούν από τη διατομή του σύρματος 62 δισεκατομμύρια δισεκατομμύρια ηλεκτρόνια. Δεν μπορούμε να τα δούμε ένα ένα, μπορούμε όμως να τα μετρήσουμε: κάθε ηλεκτρόνιο έχει το ίδιο φορτίο.
Από το 2019 το αμπέρ ορίζεται μέσω του στοιχειώδους φορτίου e = 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C. Ένα αμπέρ είναι το ρεύμα στο οποίο κάθε δευτερόλεπτο περνά φορτίο 1/e στοιχειωδών φορτίων, δηλαδή περίπου 6,24·10¹⁸ ηλεκτρόνια. Παλαιότερα το αμπέρ οριζόταν μέσω της δύναμης με την οποία έλκονται δύο αγωγοί που διαρρέονται από ρεύμα.
Εκπληκτικό είναι πόσο αργά κινούνται τα ίδια τα ηλεκτρόνια. Σε χάλκινο σύρμα διατομής 1,5 mm² με ρεύμα 10 A μετατοπίζονται περίπου μισό χιλιοστό το δευτερόλεπτο. Κι όμως το ρεύμα εμφανίζεται αμέσως: τα ηλεκτρόνια βρίσκονται ήδη σε όλο το σύρμα και αρχίζουν να κινούνται σχεδόν ταυτόχρονα.
Το σύμβολο του αμπέρ είναι κεφαλαίο A: η μονάδα πήρε το όνομα του André-Marie Ampère. Το όνομα της μονάδας γράφεται με πεζά: «αμπέρ». Η ένταση του ρεύματος συμβολίζεται με κεφαλαίο I. Το πεζό a είναι το έτος, και το Å το άνγκστρομ.
Ρεύμα και φορτίο. Το αμπέρ λέει πόσο φορτίο περνά ανά δευτερόλεπτο, το κουλόμπ είναι το ίδιο το φορτίο και η αμπερώρα το φορτίο σε μια μπαταρία. Και η ταχύτητα του ρεύματος απέναντι στην ταχύτητα των ηλεκτρονίων: το σήμα διατρέχει το σύρμα σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός, ενώ τα ίδια τα ηλεκτρόνια σέρνονται με κλάσματα του χιλιοστού το δευτερόλεπτο.
01 · Ορισμός
φορτίο · ολίσθηση · πεδίοΗ ένταση του ρεύματος είναι το φορτίο που περνά από τη διατομή ενός αγωγού ανά δευτερόλεπτο. Στο μέταλλο το φορτίο το μεταφέρουν ηλεκτρόνια. Αν σε ένα δευτερόλεπτο περάσουν τη διατομή N ηλεκτρόνια, το ρεύμα είναι N·e.
Τα ηλεκτρόνια στο μέταλλο κινούνται άτακτα προς όλες τις κατευθύνσεις με περίπου χίλια χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο. Όταν εφαρμοστεί τάση στο σύρμα, πάνω σε αυτή την άτακτη κίνηση προστίθεται μια αργή κοινή μετατόπιση — η ολίσθηση. Η ταχύτητά της εξαρτάται από το ρεύμα, τη διατομή του σύρματος και τον αριθμό των ελεύθερων ηλεκτρονίων ανά κυβικό μέτρο μετάλλου.
Το ρεύμα δημιουργεί πάντα γύρω του μαγνητικό πεδίο. Το πεδίο εξασθενεί με την απόσταση από το σύρμα, και οι δυναμικές γραμμές του είναι δακτύλιοι γύρω του. Ακριβώς μέσω της έντασης αυτού του πεδίου οριζόταν το αμπέρ από το 1948 ως το 2019.
Πόσα ηλεκτρόνια έχει ένα αμπέρ
Πάνω ένα χάλκινο σύρμα, δίπλα μια πυξίδα. Με τον ρυθμιστή ορίζετε το ρεύμα από ένα πικοαμπέρ ως χίλια αμπέρ και τη διατομή του σύρματος. Τα ηλεκτρόνια στο σύρμα φαίνονται επιβραδυμένα: η ταχύτητά τους στην οθόνη είναι ανάλογη της πραγματικής ταχύτητας ολίσθησης. Ο μετρητής μετρά τα ηλεκτρόνια που περνούν τη διατομή. Η βελόνα της πυξίδας 5 cm από το σύρμα αποκλίνει τόσο περισσότερο όσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα. Με μπλε τα ηλεκτρόνια, με κεχριμπαρί ο χαλκός και η θέρμανση, με βυσσινί το μαγνητικό πεδίο. Από κάτω υπάρχουν τρεις όψεις. Η «Ολίσθηση» είναι η ταχύτητα των ηλεκτρονίων σε διάφορες διατομές. Το «Πεδίο» είναι η επαγωγή γύρω από το σύρμα ανάλογα με την απόσταση. Η «Αντλία» είναι μια αντλία ενός ηλεκτρονίου, όπου το ρεύμα ορίζεται από μια συχνότητα: I = e·f.
Τα ηλεκτρόνια είναι ήδη στο σύρμα
Φανταστείτε έναν σωλήνα γεμάτο ως πάνω με μπίλιες. Αν σπρώξετε μια μπίλια από τη μία άκρη, από την άλλη πέφτει αμέσως άλλη, αν και η καθεμιά μετακινήθηκε ελάχιστα. Το ίδιο και με το ρεύμα: το ηλεκτρικό πεδίο διαδίδεται κατά μήκος του σύρματος σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός, και όλα τα ηλεκτρόνια αρχίζουν να κινούνται μαζί. Η λάμπα ανάβει αμέσως, αλλά ένα ηλεκτρόνιο που μπήκε στο σύρμα στον διακόπτη θα φτάσει στη λάμπα ύστερα από αρκετές ώρες.
02 · Μετατροπή
μονάδες · ηλεκτρόνια · φορτίο μπαταριώνΑπό αμπέρ σε ηλεκτρόνια και αμπερώρες
Εισαγάγετε ένα ρεύμα. Η πρώτη καρτέλα το μετατρέπει σε μιλιαμπέρ, κιλοαμπέρ και ηλεκτρόνια ανά δευτερόλεπτο. Η δεύτερη δείχνει πόσο φορτίο περνά σε ένα λεπτό, μία ώρα και μία ημέρα. Η τρίτη, πόσο θα χρειαζόταν αυτό το ρεύμα για να αδειάσει συνηθισμένες μπαταρίες.
| {k} | {v} | {note} |
Το ρεύμα σε ένα μόνο ιοντικό κανάλι ενός κυττάρου είναι λίγα πικοαμπέρ· σε έναν κεραυνό, δεκάδες κιλοαμπέρ. Ανάμεσά τους υπάρχουν δεκαπέντε τάξεις μεγέθους, και όλα είναι ο αριθμός ηλεκτρονίων ή ιόντων ανά δευτερόλεπτο επί το ίδιο φορτίο e.
04 · Όργανα μέτρησης
γαλβανόμετρο · αμπεροτσιμπίδα · σαντ · αντλίαΤο ρεύμα το γνωρίζουμε από αυτό που κάνει
{title}
{text}
05 · Κανόνες γραφής
κεφαλαίο A · αμπερώρα χωριστάΡεύμα σε αμπέρ, φορτίο σε κουλόμπ
Το αμπέρ γράφεται με κεφαλαίο A και κενό μετά τον αριθμό. Τα προθέματα μπαίνουν μπροστά: mA, µA, kA. Το φορτίο μιας μπαταρίας γράφεται σε αμπερώρες, A·h, όχι σε αμπέρ.
Το πεζό a είναι το έτος: το «ma» διαβάζεται «χιλιοστό του έτους». Η αμπερώρα περιέχει ήδη τον χρόνο, το «την ώρα» περισσεύει. Το πρόθεμα κιλο είναι πεζό k· το κεφαλαίο K είναι το κέλβιν. Το γράμμα u αντί για µ επιτρέπεται μόνο όπου λείπουν τα ελληνικά. Το όνομα της μονάδας γράφεται με πεζά, αν και το σύμβολο είναι κεφαλαίο.
06 · Γειτονικές μονάδες
ηλεκτρισμός07 · Ιστορικό μέρος
αρχείο · από τη βελόνα του Ørsted ως το στοιχειώδες φορτίοΠώς το αμπέρ πέρασε από τη δύναμη στο μέτρημα
{title}
{text}
Το παλιό αμπέρ δεν μπορούσε να κατασκευαστεί
Από το 1948 ως το 2019 το αμπέρ ήταν το ρεύμα στο οποίο δύο απείρως μακριοί και απείρως λεπτοί αγωγοί σε απόσταση ενός μέτρου έλκονται με δύναμη 2·10⁻⁷ N ανά μέτρο μήκους. Ο ορισμός είναι κομψός, αλλά δεν κατασκευάζεται: άπειροι αγωγοί δεν υπάρχουν.
Στην πράξη το αμπέρ προέκυπτε από το βολτ και το ωμ μέσω του νόμου του Ωμ. Και από το 1990 το βολτ και το ωμ αναπαράγονταν με τα κβαντικά φαινόμενα Josephson και Hall, στα οποία συμμετέχει το στοιχειώδες φορτίο. Δηλαδή το αμπέρ στηριζόταν ήδη στο e, μόνο έμμεσα.
Ο νέος ορισμός το έκανε άμεσο. Δεξιά, μια αντλία ενός ηλεκτρονίου: σε κάθε κύκλο μεταφέρει ακριβώς ένα ηλεκτρόνιο. Το ρεύμα της αντλίας είναι η συχνότητα του κύκλου επί e. Προς το παρόν τέτοιες αντλίες δίνουν ρεύματα νανοαμπέρ, αλλά το μέτρημα γίνεται κυριολεκτικά ηλεκτρόνιο προς ηλεκτρόνιο.
Κατάλογος μεγεθών
Ηλεκτρισμός · 12 φύλλα
Ευρετήριο · όλα τα μεγέθη σε μία σελίδαΤο εργαστήριο στην είσοδο του ευρετηρίουΜια σταγόνα οξέος αλλάζει το χρώμα του χυμού, το αλάτι χρωματίζει τη φλόγα, το νερό παγώνει με ένα χτύπημα. Από κάτω, όλα τα φύλλα του Simetrium κατά επιστήμη και αλφαβητικά.Άνοιγμα ευρετηρίου →
