Attraverso la lettera A passa un filo di rame con isolamento trasparente. Lungo il filo scorrono lentamente elettroni blu. Al centro c’è un contatore: si accende a ogni elettrone che attraversa la sezione. Intorno al filo corrono anelli tratteggiati di campo magnetico. A destra l’ago di una bussola ruota fino a disporsi di traverso rispetto al filo e si ferma. Il display indica 6,24·10¹⁸ elettroni al secondo: questo è un ampere.
Scheda dell'unità
unità di base del SIrev. 2026-10Ampere A
Unità di base del SI · grandezza: intensità di corrente elettrica
Un ampere è semplicemente contare elettroni
Quando si accende un bollitore, nel filo scorre una corrente di circa 10 A. Ogni secondo attraversano la sezione del filo 62 miliardi di miliardi di elettroni. Non si possono vedere uno a uno, ma si possono contare: ogni elettrone porta la stessa carica.
Dal 2019 l’ampere è definito tramite la carica elementare e = 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C. Un ampere è la corrente con cui ogni secondo passa una carica di 1/e cariche elementari, cioè circa 6,24·10¹⁸ elettroni. Prima l’ampere si fissava tramite la forza con cui due fili percorsi da corrente si attraggono.
Sorprende quanto lentamente si muovano gli elettroni. In un filo di rame da 1,5 mm² di sezione, con 10 A, si spostano di circa mezzo millimetro al secondo. Eppure la corrente si stabilisce all’istante: gli elettroni sono già lungo tutto il filo e iniziano a muoversi quasi insieme.
Il simbolo dell’ampere è una A maiuscola: l’unità porta il nome di André-Marie Ampère. Il nome dell’unità si scrive minuscolo: «ampere». L’intensità di corrente si indica con una I maiuscola. La a minuscola è l’anno, e Å è l’ångström.
Corrente e carica. L’ampere dice quanta carica passa al secondo, il coulomb è la carica stessa e l’amperora è la carica di una batteria. E la velocità della corrente rispetto a quella degli elettroni: il segnale percorre il filo quasi alla velocità della luce, mentre gli elettroni strisciano a frazioni di millimetro al secondo.
01 · Definizione
carica · deriva · campoL’intensità di corrente è la carica che attraversa la sezione di un conduttore al secondo. Nel metallo la carica è portata dagli elettroni. Se in un secondo attraversano la sezione N elettroni, la corrente vale N·e.
Nel metallo gli elettroni si agitano in tutte le direzioni a circa mille chilometri al secondo. Quando al filo si applica una tensione, a questo moto disordinato si sovrappone un lento spostamento comune: la deriva. La sua velocità dipende dalla corrente, dalla sezione del filo e dal numero di elettroni liberi per metro cubo di metallo.
La corrente crea sempre un campo magnetico intorno a sé. Il campo diminuisce con la distanza dal filo, e le sue linee sono anelli attorno a esso. È proprio con l’intensità di questo campo che l’ampere è stato definito dal 1948 al 2019.
Quanti elettroni ci sono in un ampere
In alto un filo di rame, accanto una bussola. Con il cursore si imposta la corrente, da un picoampere a mille ampere, e la sezione del filo. Gli elettroni nel filo sono mostrati al rallentatore: la loro velocità sullo schermo è proporzionale alla vera velocità di deriva. Il contatore conta gli elettroni che attraversano la sezione. L’ago della bussola a 5 cm dal filo devia tanto più quanto maggiore è la corrente. In blu gli elettroni, in ambra il rame e il riscaldamento, in cremisi il campo magnetico. Sotto ci sono tre viste. «Deriva» è la velocità degli elettroni a diverse sezioni. «Campo» è l’induzione intorno al filo secondo la distanza. «Pompa» è una pompa a singolo elettrone, dove la corrente è data da una frequenza: I = e·f.
Gli elettroni sono già nel filo
Immaginate un tubo pieno di biglie fino all’orlo. Se si spinge una biglia da un’estremità, dall’altra ne esce subito un’altra, anche se ciascuna si è spostata di pochissimo. Con la corrente è lo stesso: il campo elettrico si propaga lungo il filo quasi alla velocità della luce e tutti gli elettroni iniziano a muoversi insieme. La lampada si accende subito, ma un elettrone entrato nel filo all’interruttore raggiungerà la lampada dopo diverse ore.
02 · Conversione
unità · elettroni · carica delle batterieDagli ampere agli elettroni e agli amperora
Inserite una corrente. La prima scheda la converte in milliampere, kiloampere ed elettroni al secondo. La seconda mostra quanta carica passa in un minuto, un’ora e un giorno. La terza, quanto tempo impiegherebbe questa corrente a scaricare batterie comuni.
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La corrente in un singolo canale ionico di una cellula è di pochi picoampere; in un fulmine, di decine di kiloampere. In mezzo ci sono quindici ordini di grandezza, e tutto è il numero di elettroni o ioni al secondo moltiplicato per la stessa carica e.
04 · Strumenti di misura
galvanometro · pinza amperometrica · shunt · pompaLa corrente si riconosce da ciò che fa
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05 · Regole di scrittura
A maiuscola · amperora a parteCorrente in ampere, carica in coulomb
L’ampere si scrive con la A maiuscola e uno spazio dopo il numero. I prefissi si premettono: mA, µA, kA. La carica di una batteria si scrive in amperora, A·h, non in ampere.
La a minuscola è l’anno: «ma» si legge «millianno». L’amperora contiene già il tempo, «all’ora» è superfluo. Il prefisso kilo è una k minuscola; la K maiuscola è il kelvin. La lettera u al posto di µ è ammessa solo dove manca il greco. Il nome dell’unità si scrive minuscolo, anche se il simbolo è maiuscolo.
06 · Unità vicine
elettricità07 · Sezione storica
archivio · dall’ago di Ørsted alla carica elementareCome l’ampere passò dalla forza al conteggio
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Il vecchio ampere non si poteva costruire
Dal 1948 al 2019 l’ampere era la corrente con cui due fili infinitamente lunghi e infinitamente sottili, a un metro di distanza, si attraggono con una forza di 2·10⁻⁷ N per metro di lunghezza. La definizione è elegante, ma non si può costruire: i fili infiniti non esistono.
In pratica l’ampere si ricavava dal volt e dall’ohm con la legge di Ohm. E dal 1990 volt e ohm erano riprodotti con gli effetti quantistici Josephson e Hall, in cui entra la carica elementare. L’ampere poggiava quindi già su e, solo in modo indiretto.
La nuova definizione l’ha reso diretto. A destra una pompa a singolo elettrone: a ogni ciclo trasporta esattamente un elettrone. La corrente della pompa è la frequenza del ciclo moltiplicata per e. Per ora queste pompe danno correnti di nanoampere, ma il conteggio procede letteralmente un elettrone alla volta.
Catalogo delle grandezze
Elettricità · 12 schede
Indice · tutte le grandezze in una paginaIl laboratorio all'ingresso dell'indiceUna goccia d'acido cambia il colore del succo, il sale colora la fiamma, l'acqua gela con un colpo. Sotto, tutte le schede di Simetrium, per disciplina e in ordine alfabetico.Apri l'indice →
