Ампер
Базовая единица СИ · величина: сила электрического тока
01 · Определение
Семьдесят лет ампер определяли через силу, с которой два провода притягивают друг друга. В 2019 году его перевели на счёт электронов — и ампер перестал быть механической единицей.
Один ампер — это поток заряда в один кулон за одну секунду, то есть 6,241 509 074·10¹⁸ элементарных зарядов, проходящих через сечение проводника каждую секунду. Число не круглое, потому что круглым сделали заряд электрона: e = 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C — точное значение по определению. В быту ампер — величина крупная: светодиод берёт 20 mA, зарядка телефона — 2 A, сварочный аппарат — полторы сотни, разряд молнии — тридцать килоампер.
До 2019-го ампером называли ток, при котором два бесконечных провода в метре друг от друга притягиваются с силой 2·10⁻⁷ ньютона на метр. Определение фиксировало магнитную постоянную µ₀; теперь всё наоборот — µ₀ измеряют, а фиксирован заряд.
02 · Пересчёт
Введите ток — паспорт пересчитает
У ампера чистая десятичная семья приставок — от пикоампера в микросхеме до мегаамперных шин алюминиевого завода. Исторические амперы расходятся с нынешним по-разному: международный — в четвёртом знаке, абампер — ровно в десять раз, а статампер — почти на десять порядков.
Смертельным для человека считается ток от 30 mA через тело — на два порядка меньше, чем берёт лампочка. Опасен ток, а не напряжение: именно поэтому автоматы в щитке считают амперы.
| Единица | Название | Значение | Где встречается |
|---|---|---|---|
| pA | пикоампер | 2·10¹² | утечки затвора в микросхеме, электрометрия |
| nA | наноампер | 2·10⁹ | входные токи ОУ, лабораторная электрометрия |
| µA | микроампер | 2 000 000 | датчики, часы, ток покоя микросхем |
| mA | миллиампер | 2000 | светодиоды, зарядки, порог опасности 30 mA |
| A | ампер | 2 | базовая запись тока в СИ |
| kA | килоампер | 0,002 | сварка, стартеры, разряды молнии |
| MA | мегаампер | 2·10⁻⁶ | электролиз алюминия, импульсные установки |
Приставки СИ десятичные: 1 kA = 10³ A, 1 mA = 10⁻³ A — без исключений
03 · Порядки величин
от утечки в транзисторе до дуги молнииАмпер: зарядка смартфона, светодиодная лента
04 · Приборы измерения
Чем измеряют амперы
Ток пускают через калиброванное сопротивление и меряют падение напряжения. Просто, точно, но цепь надо разорвать.
Трансформатор тока или датчик Холла охватывает провод, не касаясь его. Цепь остаётся под нагрузкой — так меряют в щитках.
Гибкая обмотка вокруг шины: меряет импульсные токи до сотен килоампер — разряды, сварку, короткие замыкания.
Квантовый эталон: пропускает по одному электрону за такт частоты. Прямая реализация нового определения ампера.
05 · Правила записи
Символ заглавный: A, потому что это фамилия
Единица названа в честь Ампера, поэтому символ — заглавная латинская A без точки, а название пишется со строчной: «ампер», «пять ампер». Приставка идёт вплотную к символу: mA, µA, kA — но «ма» и «мкА» в кириллице по СИ не пишут. Ампер-час — это заряд, а не ток: A·h, с точкой-разделителем.
06 · Соседние единицы
Ампер — вход в электрическую семью: кулон получается умножением на секунду, вольт и ом связаны с ним законом Ома. Восемь производных единиц СИ определены через ампер, и все они держатся на точном заряде электрона.
A · s
базовая СИ
W / A
Ёмкость аккумулятора в mA·h — это заряд: 2500 mA·h означает 2,5 ампер-часа, то есть 9000 кулонов.
07 · Исторический раздел
Амперы, которые были до ампера
Электромагнитная единица СГС: ровно десять нынешних ампер. Родилась из определения через силу между проводами.
Электростатическая единица той же системы, и она в 3·10¹⁰ раз меньше: разница ровно в скорости света.
Ток, осаждающий 1,118 мг серебра в секунду. Химический эталон: удобно воспроизводить, но точность упиралась в чистоту раствора.
Магнитодвижущая сила системы СГС — «ампер-витки» на старый лад. 1 Gb = 10/4π ампер-витков.
В 2019 году ампер перестал быть механической единицей
Старое определение через силу между проводниками делало магнитную постоянную µ₀ = 4π·10⁻⁷ H/m точной по определению — а сам ампер приходилось воспроизводить токовыми весами, механикой. С фиксацией заряда электрона всё перевернулось: ампер стал счётом частиц, а µ₀ превратилась в измеряемую величину с погрешностью порядка 10⁻¹⁰. Заодно исчез и последний повод считать электричество отдельной ветвью метрологии: теперь вольт, ом и ампер воспроизводят квантовыми эффектами Джозефсона и Холла.
Каталог · Международная система единиц
Паспорт на каждую величину
Семь базовых единиц, двадцать две производные с собственными именами и архив систем, вышедших из обращения. Каждая — отдельный лист: определение, размерность, пересчёт, приборы, правила записи. На 33 языках.
Базовые единицы
откройте паспорт ампераПроизводные с собственным именем
терракотой — те, чьё определение содержит амперИсторические системы
архив обозначенийЯзык паспорта
33 языка. Символ A и формулы не переводятся — они одинаковы во всех локалях; переводится описание, примеры и правила записи для конкретной письменности.