Sebuah kawat tembaga berisolasi bening menembus huruf A. Di dalamnya elektron-elektron biru mengalir pelan. Di tengah ada penghitung: ia berkedip untuk setiap elektron yang melewati penampang. Di sekeliling kawat berputar cincin putus-putus medan magnet. Di kanan, jarum kompas berputar tegak lurus terhadap kawat lalu diam. Layar menunjukkan 6,24·10¹⁸ elektron per detik — itulah satu ampere.
Lembar satuan
satuan pokok SIrev. 2026-10Ampere A
Satuan pokok SI · besaran: kuat arus listrik
Ampere hanyalah menghitung elektron
Saat ketel listrik dinyalakan, kabelnya dialiri arus sekitar 10 A. Setiap detik, 62 miliar miliar elektron melewati penampang kawat. Satu per satu tidak terlihat, tetapi bisa dihitung: muatan setiap elektron sama.
Sejak 2019 ampere didefinisikan lewat muatan elementer e = 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C. Satu ampere adalah arus yang setiap detik mengalirkan muatan sebesar 1/e muatan elementer, yaitu sekitar 6,24·10¹⁸ elektron. Sebelumnya ampere ditetapkan lewat gaya tarik-menarik antara dua kawat berarus.
Mengejutkan betapa lambat elektron itu sendiri bergerak. Dalam kawat tembaga berpenampang 1,5 mm² pada arus 10 A, elektron bergeser sekitar setengah milimeter per detik. Namun arus langsung mengalir: elektron sudah ada di seluruh kawat dan mulai bergerak hampir bersamaan.
Simbol ampere adalah A kapital: satuan ini dinamai menurut André-Marie Ampère. Nama satuan ditulis dengan huruf kecil: «ampere». Kuat arus dilambangkan dengan I kapital. a kecil adalah tahun, dan Å adalah angstrom.
Arus dan muatan. Ampere menyatakan berapa banyak muatan yang lewat per detik, coulomb adalah muatan itu sendiri, dan ampere jam adalah muatan yang tersimpan dalam aki. Lalu kecepatan arus dibandingkan kecepatan elektron: sinyal merambat di kawat hampir secepat cahaya, sedangkan elektron sendiri merayap sepersekian milimeter per detik.
01 · Definisi
muatan · hanyut · medanKuat arus adalah muatan yang melewati penampang konduktor per detik. Di logam, muatan dibawa elektron. Jika dalam satu detik N elektron melewati penampang, arusnya N·e.
Elektron dalam logam melesat ke segala arah dengan kecepatan sekitar seribu kilometer per detik. Ketika tegangan diberikan pada kawat, gerakan acak ini ditumpangi pergeseran bersama yang lambat — hanyutan. Kecepatannya bergantung pada arus, penampang kawat, dan jumlah elektron bebas per meter kubik logam.
Arus selalu menimbulkan medan magnet di sekelilingnya. Medan melemah seiring jarak dari kawat, dan garis-garis medannya berupa cincin di sekeliling kawat. Dengan kuat medan inilah ampere didefinisikan dari 1948 sampai 2019.
Berapa elektron dalam satu ampere
Di atas ada kawat tembaga, di sebelahnya kompas. Dengan penggeser, atur arus dari satu pikoampere sampai seribu ampere, serta penampang kawat. Elektron dalam kawat ditampilkan diperlambat: kecepatannya di layar sebanding dengan kecepatan hanyut sebenarnya. Penghitung menghitung elektron yang melewati penampang. Jarum kompas 5 cm dari kawat makin menyimpang bila arus makin besar. Biru untuk elektron, kuning sawo untuk tembaga dan panas, merah tua untuk medan magnet. Di bawah ada tiga tampilan. «Hanyutan» adalah kecepatan elektron pada berbagai penampang. «Medan» adalah induksi magnet di sekitar kawat menurut jarak. «Pompa» adalah pompa elektron tunggal, yang arusnya ditentukan oleh frekuensi: I = e·f.
Elektron sudah ada di dalam kawat
Bayangkan pipa yang penuh kelereng sampai ke bibirnya. Jika satu kelereng didorong masuk dari satu ujung, di ujung lain langsung keluar kelereng lain, padahal tiap kelereng hanya bergeser sedikit. Begitu pula arus: medan listrik menjalar di sepanjang kawat hampir secepat cahaya, dan semua elektron mulai bergerak bersama. Lampu langsung menyala, tetapi elektron yang masuk ke kawat di dekat sakelar baru sampai ke lampu beberapa jam kemudian.
02 · Konversi
satuan · elektron · muatan akiDari ampere ke elektron dan ampere jam
Masukkan arus. Tab pertama mengubahnya menjadi miliampere, kiloampere, dan elektron per detik. Tab kedua menunjukkan berapa muatan yang lewat dalam satu menit, satu jam, dan satu hari. Tab ketiga menunjukkan berapa lama arus ini menghabiskan aki biasa.
| {k} | {v} | {note} |
Arus dalam satu kanal ion sel hanya beberapa pikoampere, dalam sambaran petir puluhan kiloampere. Di antaranya terbentang lima belas orde besaran, dan semuanya adalah jumlah elektron atau ion per detik dikalikan muatan e yang sama.
04 · Alat ukur
galvanometer · tang ampere · shunt · pompaArus dikenali dari apa yang dilakukannya
{title}
{text}
05 · Aturan penulisan
A kapital · ampere jam terpisahArus dalam ampere, muatan dalam coulomb
Ampere ditulis dengan A kapital, dengan spasi setelah angka. Awalan ditaruh di depannya: mA, µA, kA. Muatan aki ditulis dalam ampere jam A·h, bukan dalam ampere.
a kecil adalah tahun: «ma» terbaca «militahun». Ampere jam sudah mengandung waktu, «per jam» berlebihan. Awalan kilo adalah k kecil; K kapital adalah kelvin. Huruf u sebagai pengganti µ hanya boleh dipakai bila huruf Yunani tidak tersedia. Nama satuan ditulis dengan huruf kecil, meski simbolnya kapital.
06 · Satuan tetangga
kelistrikan07 · Bagian sejarah
arsip · dari jarum Ørsted sampai muatan elementerBagaimana ampere beralih dari gaya ke penghitungan
{title}
{text}
Ampere lama tidak bisa dibuat
Dari 1948 sampai 2019 ampere adalah arus yang membuat dua kawat yang panjangnya tak berhingga dan tipisnya tak berhingga, berjarak satu meter, saling menarik dengan gaya 2·10⁻⁷ N per meter panjang. Definisinya indah, tetapi tidak bisa dibuat: kawat tak berhingga tidak ada.
Dalam praktik, ampere diperoleh dari volt dan ohm lewat hukum Ohm. Volt dan ohm sendiri sejak 1990 diwujudkan dengan efek kuantum Josephson dan Hall, yang melibatkan muatan elementer. Jadi ampere sudah bertumpu pada e, hanya secara tidak langsung.
Definisi baru membuatnya langsung. Di kanan ada pompa elektron tunggal: setiap siklus ia memindahkan tepat satu elektron. Arus pompa adalah frekuensi siklus dikali e. Untuk saat ini pompa semacam itu memberi arus dalam orde nanoampere, tetapi penghitungannya benar-benar satu per satu elektron.
Katalog besaran
Kelistrikan · 12 lembar satuan
Indeks · semua besaran dalam satu halamanLaboratorium di pintu masuk indeksSetetes asam mengubah warna sari buah, garam mewarnai nyala api, air membeku karena satu ketukan. Di bawahnya semua halaman Simetrium, menurut bidang ilmu dan menurut abjad.Buka indeks →
