Ampeeri
SI-perusyksikkö · suure: sähkövirta
01 · Määritelmä
Seitsemänkymmentä vuotta ampeeri määriteltiin voimalla, jolla kaksi johdinta vetävät toisiaan puoleensa. Vuonna 2019 se siirrettiin elektronille: alkeisvaraus kiinnitettiin tarkasti, ja virrasta tuli varausten laskemista sekunnissa.
Yksi ampeeri on yhden coulombin varausvirta sekunnissa — siis 6,241 509 074·10¹⁸ alkeisvarausta, jotka joka sekunti läpäisevät johtimen poikkileikkauksen. Määritelmä lepää kahden tarkan vakion varassa: elektronin varauksen e ja cesium-sekunnin. Ei mekaniikkaa, ei voimia — puhdasta laskemista.
Ennen vuotta 2019 ampeeri oli virta, jolla kaksi ääretöntä johdinta metrin etäisyydellä vetävät toisiaan puoleensa voimalla 2·10⁻⁷ newtonia pituusmetriä kohti. Määritelmä oli elegantti mutta laboratoriossa mittaamaton: todelliset johtimet eivät ole äärettömiä eivätkä äärettömän ohuita.
02 · Muunnos
Syötä virta — passi muuntaa sen
Ampeerilla on siisti kymmenkantainen etuliiteperhe — mikropiirin pikoampeerista alumiinitehtaan megaampeerikiskoihin. Historialliset yksiköt ovat CGS-jäänteitä: abampeeri on tasan kymmenen ampeeria, ja statampeeri on pienempi valonnopeuden asettamalla kertoimella.
Hengenvaarallisena pidetään 30 mA:n virtaa kehon läpi — kaksi kertaluokkaa vähemmän kuin hehkulamppu ottaa. Vaarallinen on virta, ei jännite: jännite vain työntää sen läpi.
| Yksikkö | Nimi | Arvo | Missä esiintyy |
|---|---|---|---|
| pA | pikoampeeri | 2·10¹² | hilavuotovirrat piireissä, elektrometria |
| nA | nanoampeeri | 2·10⁹ | vahvistimien tulovirrat, laboratorioelektrometria |
| µA | mikroampeeri | 2 000 000 | anturit, kellot, piirien lepovirrat |
| mA | milliampeeri | 2000 | LEDit, laturit, 30 mA:n vaarakynnys |
| A | ampeeri | 2 | virran peruskirjoitus SI:ssä |
| kA | kiloampeeri | 0,002 | hitsaus, käynnistysmoottorit, salamapurkaukset |
| MA | megaampeeri | 2·10⁻⁶ | alumiinin elektrolyysi, pulssilaitteistot |
SI-etuliitteet ovat kymmenkantaisia: 1 kA = 10³ A, 1 mA = 10⁻³ A — ilman poikkeuksia
03 · Suuruusluokat
transistorin vuodosta salaman valokaareenYksi ampeeri: puhelimen lataus, LED-nauha
04 · Mittalaitteet
Millä ampeereja mitataan
Virta johdetaan kalibroidun vastuksen läpi ja mitataan jännitehäviö. Yksinkertaista ja tarkkaa, mutta piiri on katkaistava.
Virtamuuntaja tai Hall-anturi ympäröi johtimen koskematta siihen. Piiri pysyy kuormitettuna — näin mitataan tauluissa ja verstailla.
Taipuisa käämi kiskon ympärillä: mittaa pulssivirtoja satoihin kiloampeereihin asti — purkaukset, hitsaus, oikosulut.
Kvanttinormaali: se päästää läpi yhden elektronin kellojaksoa kohti. Ampeerin uuden määritelmän suora toteutus.
05 · Kirjoitussäännöt
Tunnus on iso kirjain: A, koska se on sukunimi
Yksikkö on nimetty Ampèren mukaan, siksi tunnus on iso latinalainen A ilman pistettä, kun taas yksikön nimi kirjoitetaan pienellä: «ampeeri». Kyrillinen «а» ja kirjoituskonekauden «amp» eivät kuulu pöytäkirjoihin.
06 · Naapuriyksiköt
Ampeeri on portti sähköperheeseen: coulombi saadaan kertomalla sekunnilla, ja voltti ja ohmi ovat siihen sidoksissa Ohmin lain kautta. Kahdeksan nimettyä SI-yksikköä kantaa ampeeria määritelmässään.
Akun kapasiteetti mA·h-yksiköissä on varausta: 2500 mA·h tarkoittaa 2,5 ampeerituntia eli 9000 coulombia.
07 · Historiallinen osasto
Ampeerit ennen ampeeria
CGS-järjestelmän sähkömagneettinen yksikkö: tasan kymmenen nykyistä ampeeria. Syntyi johtimien välisen voiman määritelmästä.
Saman järjestelmän sähköstaattinen yksikkö, pienempi kertoimella 3·10¹⁰: ero on tasan valonnopeus.
Virta, joka saostaa 1,118 mg hopeaa sekunnissa. Kemiallinen normaali — hopeavoltametri: helppo toistaa, mutta tarkkuus kaatui suolan puhtauteen.
CGS-järjestelmän magnetomotorinen voima — «ampeerikierrokset» vanhaan tapaan. 1 Gb = 10/4π ampeerikierrosta.
Vuonna 2019 ampeeri lakkasi olemasta mekaaninen yksikkö
Vanha määritelmä johtimien välisen voiman kautta teki magneettivakiosta µ₀ = 4π·10⁻⁷ H/m määritelmän nojalla tarkan — ja sitoi sähkön kilogrammaan ja metriin. Uusi ampeeri riippuu vain elektronin varauksesta ja sekunnista: µ₀ muuttui mitattavaksi suureeksi, ja virtanormaalit siirtyivät kvantti-ilmiöihin — Josephsonin volttiin ja von Klitzingin ohmiin.
Luettelo · Kansainvälinen yksikköjärjestelmä
Passi jokaiselle suureelle
Seitsemän perusyksikköä, kaksikymmentäkaksi omalla nimellä varustettua johdannaista ja käytöstä poistettujen järjestelmien arkisto. Jokainen on oma lehtensä: määritelmä, dimensio, muunnos, mittalaitteet, kirjoitussäännöt. 36 kielellä.
Perusyksiköt
avaa ampeerin passiJohdannaiset omalla nimellä
terrakotalla — ne, joiden määritelmässä on ampeeriHistorialliset järjestelmät
merkintöjen arkistoPassin kieli
36 kieltä. Tunnusta A ja kaavoja ei käännetä — ne ovat samat kaikissa kieliversioissa; käännetään kuvaus, esimerkit ja kunkin kirjoitusjärjestelmän kirjoitussäännöt.