Ampère
SI-basiseenheid · grootheid: elektrische stroomsterkte
01 · Definitie
Zeventig jaar lang werd de ampère gedefinieerd door de kracht waarmee twee draden elkaar aantrekken. In 2019 is hij overgezet op het elektron: de elementaire lading werd exact vastgelegd, en stroom werd het tellen van ladingen per seconde.
Eén ampère is een ladingsstroom van één coulomb per seconde — dat wil zeggen 6,241 509 074·10¹⁸ elementaire ladingen die elke seconde de doorsnede van een geleider passeren. De definitie rust op twee exacte constanten: de elektronlading e en de cesiumseconde. Geen mechanica, geen krachten — puur tellen.
Vóór 2019 was de ampère de stroom waarbij twee oneindige draden op één meter afstand elkaar aantrekken met een kracht van 2·10⁻⁷ newton per meter lengte. De definitie was elegant maar in het lab onmeetbaar: echte draden zijn noch oneindig, noch oneindig dun.
02 · Omrekening
Voer een stroom in — het paspoort rekent hem om
De ampère heeft een keurige decimale familie van voorvoegsels — van de picoampère in de chip tot de megaampère-rails van een aluminiumfabriek. De historische eenheden zijn CGS-relicten: de abampère is precies tien ampère, en de statampère is kleiner met een factor die door de lichtsnelheid wordt bepaald.
Een stroom van 30 mA door het lichaam geldt als potentieel dodelijk — twee ordes van grootte minder dan een gloeilamp trekt. Gevaarlijk is de stroom, niet de spanning: de spanning duwt hem er alleen doorheen.
| Eenheid | Naam | Waarde | Waar hij voorkomt |
|---|---|---|---|
| pA | picoampère | 2·10¹² | gate-lekstromen in de chip, elektrometrie |
| nA | nanoampère | 2·10⁹ | ingangsstromen van opamps, laboratoriumelektrometrie |
| µA | microampère | 2 000 000 | sensoren, horloges, ruststromen van chips |
| mA | milliampère | 2000 | leds, opladers, de gevaargrens van 30 mA |
| A | ampère | 2 | de basisnotatie van stroom in het SI |
| kA | kiloampère | 0,002 | lassen, startmotoren, blikseminslagen |
| MA | megaampère | 2·10⁻⁶ | aluminiumelektrolyse, pulsinstallaties |
SI-voorvoegsels zijn decimaal: 1 kA = 10³ A, 1 mA = 10⁻³ A — zonder uitzonderingen
03 · Ordes van grootte
van het transistorlek tot de bliksemboogEén ampère: telefoon opladen, ledstrip
04 · Meetinstrumenten
Waarmee meet men ampères
De stroom loopt door een gekalibreerde weerstand en men meet de spanningsval. Eenvoudig en nauwkeurig, maar het circuit moet worden onderbroken.
Een stroomtransformator of Hall-sensor omsluit de draad zonder hem aan te raken. Het circuit blijft onder belasting — zo meet men in meterkasten en werkplaatsen.
Een flexibele wikkeling om de rail: hij meet pulsstromen tot honderden kiloampères — ontladingen, lassen, kortsluitingen.
De kwantumstandaard: hij laat één elektron per klokcyclus door. Een directe realisatie van de nieuwe definitie van de ampère.
05 · Schrijfregels
Het symbool is een hoofdletter: A, want het is een achternaam
De eenheid is genoemd naar Ampère, dus het symbool is een Latijnse hoofdletter A zonder punt, terwijl de naam van de eenheid met een kleine letter wordt geschreven: «ampère». De cyrillische «а» en het «amp» uit het schrijfmachinetijdperk horen niet in verslagen thuis.
06 · Buureenheden
De ampère is de poort naar de elektrische familie: de coulomb ontstaat door te vermenigvuldigen met de seconde, en volt en ohm zijn eraan gekoppeld via de wet van Ohm. Acht benoemde SI-eenheden dragen de ampère in hun definitie.
De accucapaciteit in mA·h is een lading: 2500 mA·h betekent 2,5 ampère-uur, dus 9000 coulomb.
07 · Historische afdeling
De ampères van vóór de ampère
De elektromagnetische CGS-eenheid: precies tien hedendaagse ampères. Geboren uit de definitie via de kracht tussen draden.
De elektrostatische eenheid van hetzelfde systeem, kleiner met een factor 3·10¹⁰: het verschil is precies de lichtsnelheid.
De stroom die 1,118 mg zilver per seconde afzet. Een chemische standaard — de zilvervoltameter: makkelijk te reproduceren, maar de nauwkeurigheid liep vast op de zuiverheid van het zout.
De magnetomotorische kracht van het CGS-stelsel — «ampèrewindingen» op de oude manier. 1 Gb = 10/4π ampèrewindingen.
In 2019 hield de ampère op een mechanische eenheid te zijn
De oude definitie via de kracht tussen geleiders maakte de magnetische constante µ₀ = 4π·10⁻⁷ H/m per definitie exact — en bond de elektriciteit aan de kilogram en de meter. De nieuwe ampère hangt alleen af van de elektronlading en de seconde: µ₀ werd een gemeten grootheid, en de stroomstandaarden verhuisden naar kwantumeffecten — de Josephson-volt en de Von Klitzing-ohm.
Catalogus · Het Internationale Stelsel van Eenheden
Een paspoort voor elke grootheid
Zeven basiseenheden, tweeëntwintig afgeleide met eigen namen en een archief van buiten gebruik gestelde stelsels. Elk is een eigen blad: definitie, dimensie, omrekening, instrumenten, schrijfregels. In 36 talen.
Basiseenheden
open het paspoort van de ampèreAfgeleide met eigen naam
in terracotta — die waarvan de definitie de ampère bevatHistorische stelsels
archief van notatiesTaal van het paspoort
36 talen. Het symbool A en de formules worden niet vertaald — ze zijn in alle taalversies identiek; vertaald worden de beschrijving, de voorbeelden en de schrijfregels van elk schrift.