Amper
Jednostka podstawowa SI · wielkość: natężenie prądu elektrycznego
01 · Definicja
Przez siedemdziesiąt lat amper definiowano przez siłę, z jaką przyciągają się dwa przewody. W 2019 roku przeniesiono go na elektron: ładunek elementarny ustalono dokładnie, a prąd stał się liczeniem ładunków na sekundę.
Jeden amper to przepływ ładunku jednego kulomba na sekundę — czyli 6,241 509 074·10¹⁸ ładunków elementarnych przechodzących co sekundę przez przekrój przewodnika. Definicja opiera się na dwóch dokładnych stałych: ładunku elektronu e i sekundzie cezowej. Bez mechaniki, bez sił — czyste liczenie.
Przed 2019 rokiem amperem nazywano prąd, przy którym dwa nieskończone przewody w odległości metra przyciągają się z siłą 2·10⁻⁷ niutona na metr długości. Definicja była elegancka, ale niemierzalna w laboratorium: rzeczywiste przewody nie są ani nieskończone, ani nieskończenie cienkie.
02 · Przeliczanie
Wpisz prąd — paszport go przeliczy
Amper ma czystą dziesiętną rodzinę przedrostków — od pikoampera w układzie scalonym po megaamperowe szyny huty aluminium. Jednostki historyczne to relikty CGS: abamper to dokładnie dziesięć amperów, a statamper jest mniejszy o czynnik wyznaczony przez prędkość światła.
Za potencjalnie śmiertelny uważa się prąd od 30 mA przez ciało — o dwa rzędy wielkości mniej, niż pobiera żarówka. Niebezpieczny jest prąd, nie napięcie: napięcie tylko go przepycha.
| Jednostka | Nazwa | Wartość | Gdzie występuje |
|---|---|---|---|
| pA | pikoamper | 2·10¹² | prądy upływu bramek w układach, elektrometria |
| nA | nanoamper | 2·10⁹ | prądy wejściowe wzmacniaczy, elektrometria laboratoryjna |
| µA | mikroamper | 2 000 000 | czujniki, zegarki, prądy spoczynkowe układów |
| mA | miliamper | 2000 | diody LED, ładowarki, próg zagrożenia 30 mA |
| A | amper | 2 | podstawowy zapis prądu w SI |
| kA | kiloamper | 0,002 | spawanie, rozruszniki, wyładowania piorunowe |
| MA | megaamper | 2·10⁻⁶ | elektroliza aluminium, urządzenia impulsowe |
Przedrostki SI są dziesiętne: 1 kA = 10³ A, 1 mA = 10⁻³ A — bez wyjątków
03 · Rzędy wielkości
od upływu w tranzystorze do łuku piorunaJeden amper: ładowanie telefonu, taśma LED
04 · Przyrządy pomiarowe
Czym mierzy się ampery
Prąd przepuszcza się przez wzorcowany opornik i mierzy spadek napięcia. Prosto i dokładnie, ale obwód trzeba rozewrzeć.
Przekładnik prądowy lub czujnik Halla obejmuje przewód, nie dotykając go. Obwód pozostaje pod obciążeniem — tak mierzy się w rozdzielnicach i halach.
Elastyczne uzwojenie wokół szyny: mierzy prądy impulsowe do setek kiloamperów — wyładowania, spawanie, zwarcia.
Wzorzec kwantowy: przepuszcza po jednym elektronie na takt zegara. Bezpośrednia realizacja nowej definicji ampera.
05 · Zasady zapisu
Symbol jest wielką literą: A, bo to nazwisko
Jednostka nosi imię Ampère'a, dlatego symbol to wielka łacińska litera A bez kropki, a nazwa jednostki pisana jest małą: «amper». Cyrylickie «а» i maszynopisowe «amp» nie mają miejsca w zapisach.
06 · Jednostki sąsiednie
Amper to brama do rodziny elektrycznej: kulomb powstaje przez pomnożenie przez sekundę, a wolt i om są z nim związane prawem Ohma. Osiem nazwanych jednostek SI nosi amper w swojej definicji.
Pojemność akumulatora w mA·h to ładunek: 2500 mA·h oznacza 2,5 amperogodziny, czyli 9000 kulombów.
07 · Dział historyczny
Ampery sprzed ampera
Elektromagnetyczna jednostka CGS: dokładnie dziesięć dzisiejszych amperów. Zrodzona z definicji przez siłę między przewodami.
Elektrostatyczna jednostka tego samego układu, mniejsza o czynnik 3·10¹⁰: różnica to dokładnie prędkość światła.
Prąd osadzający 1,118 mg srebra na sekundę. Wzorzec chemiczny — woltametr srebrowy: łatwy do odtworzenia, ale dokładność rozbijała się o czystość soli.
Siła magnetomotoryczna układu CGS — «amperozwoje» po staremu. 1 Gb = 10/4π amperozwojów.
W 2019 roku amper przestał być jednostką mechaniczną
Stara definicja przez siłę między przewodnikami czyniła stałą magnetyczną µ₀ = 4π·10⁻⁷ H/m dokładną z definicji — i wiązała elektryczność z kilogramem i metrem. Nowy amper zależy tylko od ładunku elektronu i sekundy: µ₀ stała się wielkością mierzoną, a wzorce prądu przeniosły się na efekty kwantowe — wolt Josephsona i om von Klitzinga.
Katalog · Międzynarodowy Układ Jednostek Miar
Paszport dla każdej wielkości
Siedem jednostek podstawowych, dwadzieścia dwie pochodne z własnymi nazwami i archiwum układów wycofanych z użycia. Każda to osobny arkusz: definicja, wymiar, przeliczanie, przyrządy, zasady zapisu. W 36 językach.
Jednostki podstawowe
otwórz paszport amperaPochodne z własną nazwą
terakotą — te, których definicja zawiera amperUkłady historyczne
archiwum zapisówJęzyk paszportu
36 języki. Symbol A i wzory nie są tłumaczone — są identyczne we wszystkich wersjach; tłumaczy się opis, przykłady i zasady zapisu dla danego pisma.