Сквозь букву A проходит медный провод в прозрачной изоляции. По нему медленно плывут синие электроны. Посередине стоит счётчик: на каждом электроне, прошедшем сечение, он вспыхивает. Вокруг провода бегут пунктирные кольца магнитного поля. Справа стрелка компаса поворачивается поперёк провода и успокаивается. Табло показывает 6,24·10¹⁸ электронов в секунду — это один ампер.
Паспорт величины
базовая единица СИред. 2026-10Ампер A
Основная единица СИ · величина: сила электрического тока
Ампер — это просто счёт электронов
Когда в розетку включают чайник, по проводу идёт ток около 10 A. Каждую секунду через сечение провода проходит 62 миллиарда миллиардов электронов. Их нельзя увидеть по одному, но их можно сосчитать: у каждого электрона один и тот же заряд.
С 2019 года ампер определён через элементарный заряд e = 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C. Один ампер — это ток, при котором за секунду проходит заряд в 1/e элементарных, то есть около 6,24·10¹⁸ электронов. До этого ампер задавали через силу, с которой притягиваются два провода с током.
Удивительно, как медленно идут сами электроны. В медном проводе сечением 1,5 mm² при токе 10 A они сдвигаются примерно на половину миллиметра в секунду. Ток при этом включается мгновенно: электроны уже стоят по всему проводу и начинают двигаться почти одновременно.
Обозначение ампера — прописная A: единица названа по фамилии Андре-Мари Ампера. Название единицы пишут со строчной: «ампер». Силу тока обозначают прописной I. Строчная a — это год, а Å — ангстрем.
Ток и заряд. Ампер — сколько заряда проходит за секунду, кулон — сам заряд, а ампер-час — заряд в аккумуляторе. И скорость тока со скоростью электронов: сигнал по проводу идёт почти со скоростью света, а сами электроны ползут на доли миллиметра в секунду.
01 · Определение
заряд · дрейф · полеСила тока — это заряд, который проходит через сечение проводника за секунду. В металле заряд несут электроны. Если за секунду через сечение прошло N электронов, ток равен N·e.
Электроны в металле мечутся во все стороны со скоростью около тысячи километров в секунду. Когда к проводу приложено напряжение, на это беспорядочное движение накладывается медленный общий снос — дрейф. Его скорость зависит от тока, сечения провода и числа свободных электронов в кубическом метре металла.
Ток всегда создаёт вокруг себя магнитное поле. Поле убывает с расстоянием от провода, а линии поля — кольца вокруг него. Именно по силе этого поля ампер определяли с 1948 по 2019 год.
Сколько электронов в одном ампере
Сверху — медный провод, рядом компас. Ползунком задайте ток от одного пикоампера до тысячи ампер и сечение провода. Электроны в проводе показаны в замедленном виде: их скорость на экране пропорциональна настоящей скорости дрейфа. Счётчик считает электроны, прошедшие сечение. Стрелка компаса в 5 cm от провода отклоняется тем сильнее, чем больше ток. Синим показаны электроны, янтарём — медь и нагрев, малиновым — магнитное поле. Внизу три вида. «Дрейф» — скорость электронов при разном сечении. «Поле» — индукция вокруг провода по расстоянию. «Насос» — одноэлектронный насос, где ток задают частотой: I = e·f.
Электроны уже стоят в проводе
Представьте трубу, доверху заполненную шариками. Если втолкнуть шарик с одного конца, с другого сразу выпадет другой, хотя каждый сдвинулся чуть-чуть. Так и с током: электрическое поле разгоняется вдоль провода почти со скоростью света, и все электроны начинают двигаться одновременно. Лампа загорается сразу, а электрон, который вошёл в провод у выключателя, доберётся до лампы через несколько часов.
02 · Пересчёт
единицы · электроны · заряд аккумулятораИз амперов в электроны и ампер-часы
Введите ток. Первая вкладка переведёт его в миллиамперы, килоамперы и электроны в секунду. Вторая покажет, сколько заряда пройдёт за минуту, час и сутки. Третья — сколько времени этот ток будет разряжать обычные аккумуляторы.
| {k} | {v} | {note} |
Ток в одном ионном канале клетки — несколько пикоампер, в разряде молнии — десятки килоампер. Между ними пятнадцать порядков, и всё это — число электронов или ионов в секунду, умноженное на один и тот же заряд e.
04 · Приборы измерения
гальванометр · клещи · шунт · насосТок узнают по тому, что он делает
{title}
{text}
05 · Правила записи
A прописная · ампер-час отдельноТок — в амперах, заряд — в кулонах
Ампер пишут прописной A через пробел после числа. Приставки ставят к нему: mA, µA, kA. Заряд аккумулятора пишут в ампер-часах A·h, а не в амперах.
Строчная a — год. «ma» читается как «миллигод». Ампер-час уже включает время, «в час» лишнее. Приставка кило — строчная k, прописная K — кельвин. Буква u вместо µ допустима только там, где греческой нет. Название единицы пишут со строчной, хотя символ прописной.
06 · Соседние единицы
электричество07 · Исторический раздел
архив · от стрелки Эрстеда до элементарного зарядаКак ампер перешёл от силы к счёту
{title}
{text}
Старый ампер нельзя было построить
С 1948 по 2019 год ампер был таким током, при котором два бесконечно длинных и бесконечно тонких провода в метре друг от друга притягиваются с силой 2·10⁻⁷ N на каждый метр длины. Такое определение красиво, но построить его нельзя: бесконечных проводов не бывает.
На практике ампер получали из вольта и ома по закону Ома. А вольт и ом с 1990 года воспроизводили квантовыми эффектами Джозефсона и Холла, в которых участвует элементарный заряд. Получалось, что ампер уже держался на e, только косвенно.
Новое определение сделало это прямым. Справа — одноэлектронный насос: на каждом такте он переносит ровно один электрон. Ток насоса — частота такта, умноженная на e. Пока такие насосы дают токи в наноамперы, но счёт идёт буквально по одному электрону.
Каталог величин
Электричество · 12 паспортов
Указатель · все величины на одной страницеЛаборатория у входа в указательКапля кислоты меняет цвет сока, соль красит пламя, вода замерзает от стука. Под ними — все листы Simetrium по дисциплинам и по алфавиту.Открыть указатель →
