01 · 定義
七十年のあいだ、アンペアは二本の導線が引き合う力で定義されていた。2019 年に電子へ引き渡された:電気素量が正確に固定され、電流は毎秒の電荷の勘定になった。
1 アンペアとは毎秒 1 クーロンの電荷の流れ——つまり毎秒 6.241 509 074·10¹⁸ 個の素電荷が導体の断面を通り抜けること。定義は二つの正確な定数——電子の電荷 e とセシウム秒——の上に載っている。力学も力もない、純粋な勘定である。
2019 年以前、アンペアとは、1 メートル離れた二本の無限長の導線が長さ 1 メートルあたり 2·10⁻⁷ ニュートンの力で引き合う電流のことだった。定義は優雅だが実験室では測れなかった:現実の導線は無限でも無限に細くもない。
02 · 換算
電流を入力すると、パスポートが換算します
アンペアには綺麗な十進の接頭語一家がある——チップの中のピコアンペアからアルミ工場のメガアンペア母線まで。歴史的単位は CGS の遺物:アブアンペアはちょうど 10 アンペア、スタットアンペアは光速が定める倍率だけ小さい。
体を流れる 30 mA からの電流は致死になり得るとされる——電球が取る電流より二桁小さい。危険なのは電流であって電圧ではない:電圧はそれを押し流すだけだ。
| 単位 | 名称 | 数値 | どこで出会うか |
|---|---|---|---|
| pA | ピコアンペア | 2·10¹² | チップのゲート漏れ、電位計測 |
| nA | ナノアンペア | 2·10⁹ | アンプの入力電流、実験室の電位計測 |
| µA | マイクロアンペア | 2 000 000 | センサー、時計、チップの待機電流 |
| mA | ミリアンペア | 2000 | LED、充電器、30 mA の危険閾値 |
| A | アンペア | 2 | SI における電流の基本表記 |
| kA | キロアンペア | 0.002 | 溶接、スターター、雷放電 |
| MA | メガアンペア | 2·10⁻⁶ | アルミニウム電解、パルス装置 |
SI 接頭語は十進:1 kA = 10³ A、1 mA = 10⁻³ A——例外なし
03 · 大きさの桁
トランジスタの漏れから雷のアークまで1 アンペア:スマホの充電、LED テープ
04 · 測定器
アンペアを測る道具
校正済みの抵抗に電流を流し、電圧降下を測る。単純で正確だが、回路を切り開かねばならない。
変流器やホールセンサーが、触れずに導線を抱き込む。回路は負荷のまま——分電盤や工場ではこうして測る。
母線に巻く柔軟な巻線:数百キロアンペアまでのパルス電流を測る——放電、溶接、短絡。
量子標準:クロック 1 周期につき電子を 1 個だけ通す。アンペア新定義の直接の実現。
05 · 表記規則
記号は大文字:A——姓だからである
この単位はアンペールの名を冠する。ゆえに記号は句点なしの大文字ラテン文字 A、単位名は小文字で書く:「ampere」。キリル文字の「а」やタイプライター時代の「amp」は記録に居場所がない。
07 · 歴史の間
アンペア以前のアンペアたち
CGS の電磁単位:ちょうど今の 10 アンペア。導線間の力による定義から生まれた。
同じ体系の静電単位で、3·10¹⁰ 倍小さい:その差はちょうど光速である。
毎秒 1.118 mg の銀を析出させる電流。化学的な標準——銀電量計:再現は容易だが、精度は塩の純度に阻まれた。
CGS 体系の起磁力——昔ながらの「アンペア回数」。1 Gb = 10/4π アンペア回数。
2019 年、アンペアは力学的単位であることをやめた
導体間の力による旧定義は磁気定数 µ₀ = 4π·10⁻⁷ H/m を定義上正確にし——電気をキログラムとメートルに縛りつけていた。新しいアンペアは電子の電荷と秒だけに依存する:µ₀ は測定量となり、電流標準は量子効果——ジョセフソン電圧とフォン・クリッツィング抵抗——へ移った。
カタログ · 国際単位系
どの量にもパスポートを
七つの基本単位、固有名を持つ二十二の組立単位、そして使用を終えた体系の書庫。それぞれが独立した一葉:定義、次元、換算、測定器、表記規則。36 言語で。
基本単位
アンペアのパスポートを開く固有名を持つ組立単位
テラコッタ色——定義にアンペアを含むもの歴史的な体系
記号の書庫パスポートの言語
36 言語。記号 A と数式は翻訳されない——どの言語版でも同一である。翻訳されるのは説明、例、そして各文字体系の表記規則。