Písmenom A prechádza medený drôt v priehľadnej izolácii. Pomaly ním plávajú modré elektróny. V strede stojí počítadlo: blikne pri každom elektróne, ktorý prejde prierezom. Okolo drôtu bežia čiarkované krúžky magnetického poľa. Vpravo sa strelka kompasu natočí naprieč drôtu a ustáli sa. Displej ukazuje 6,24·10¹⁸ elektrónov za sekundu — to je jeden ampér.
List jednotky
základná jednotka SIrev. 2026-10Ampér A
Základná jednotka SI · veličina: elektrický prúd
Ampér je jednoducho počítanie elektrónov
Keď sa zapne rýchlovarná kanvica, tečie vodičom prúd asi 10 A. Každú sekundu prejde prierezom drôtu 62 miliárd miliárd elektrónov. Po jednom ich vidieť nemožno, ale spočítať sa dajú: každý elektrón nesie rovnaký náboj.
Od roku 2019 je ampér určený elementárnym nábojom e = 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C. Jeden ampér je prúd, pri ktorom za sekundu prejde náboj 1/e elementárnych nábojov, teda asi 6,24·10¹⁸ elektrónov. Predtým sa ampér určoval silou, ktorou sa priťahujú dva vodiče s prúdom.
Prekvapivo pomaly sa pohybujú samotné elektróny. V medenom drôte s prierezom 1,5 mm² sa pri prúde 10 A posunú asi o pol milimetra za sekundu. Prúd sa napriek tomu zapne okamžite: elektróny už sú v celom drôte a začnú sa pohybovať takmer naraz.
Značka ampéra je veľké A: jednotka je pomenovaná po André-Mariovi Ampèrovi. Názov jednotky sa píše s malým písmenom: „ampér“. Elektrický prúd sa značí veľkým I. Malé a je rok a Å je angström.
Prúd a náboj. Ampér hovorí, koľko náboja prejde za sekundu, coulomb je samotný náboj a ampérhodina náboj v akumulátore. A rýchlosť prúdu oproti rýchlosti elektrónov: signál beží drôtom takmer rýchlosťou svetla, samotné elektróny sa plazia zlomkami milimetra za sekundu.
01 · Definícia
náboj · drift · poleElektrický prúd je náboj, ktorý za sekundu prejde prierezom vodiča. V kove nesú náboj elektróny. Ak prejde prierezom za sekundu N elektrónov, prúd je N·e.
Elektróny v kove sa mihajú všetkými smermi rýchlosťou okolo tisíc kilometrov za sekundu. Keď sa na drôt priloží napätie, na tento chaotický pohyb sa nasadí pomalý spoločný posun — drift. Jeho rýchlosť závisí od prúdu, prierezu drôtu a počtu voľných elektrónov v kubickom metri kovu.
Prúd vždy vytvára okolo seba magnetické pole. Pole slabne so vzdialenosťou od drôtu a jeho siločiary sú krúžky okolo neho. Práve silou tohto poľa sa ampér definoval od roku 1948 do roku 2019.
Koľko elektrónov je v jednom ampéri
Hore medený drôt, vedľa kompas. Posuvníkom nastavíte prúd od jedného pikoampéra po tisíc ampérov a prierez drôtu. Elektróny v drôte sú spomalené: ich rýchlosť na obrazovke je úmerná skutočnej driftovej rýchlosti. Počítadlo počíta elektróny, ktoré prešli prierezom. Strelka kompasu 5 cm od drôtu sa vychyľuje tým viac, čím väčší je prúd. Modrou sú elektróny, jantárovou meď a ohrev, karmínovou magnetické pole. Dole sú tri pohľady. „Drift“ je rýchlosť elektrónov pri rôznom priereze. „Pole“ je indukcia okolo drôtu podľa vzdialenosti. „Pumpa“ je jednoelektrónová pumpa, v ktorej sa prúd zadáva frekvenciou: I = e·f.
Elektróny už v drôte sú
Predstavte si rúrku plnú guličiek až po okraj. Keď z jednej strany zatlačíte guličku dnu, z druhej hneď iná vypadne, hoci sa každá posunula len trochu. Rovnako je to s prúdom: elektrické pole sa šíri drôtom takmer rýchlosťou svetla a všetky elektróny sa dajú do pohybu naraz. Lampa sa rozsvieti hneď, ale elektrón, ktorý vstúpil do drôtu pri vypínači, k lampe doputuje až o niekoľko hodín.
02 · Prevod
jednotky · elektróny · náboj akumulátorovZ ampérov na elektróny a ampérhodiny
Zadajte prúd. Prvá karta ho prevedie na miliampéry, kiloampéry a elektróny za sekundu. Druhá ukáže, koľko náboja prejde za minútu, hodinu a deň. Tretia — ako dlho by tento prúd vybíjal bežné akumulátory.
| {k} | {v} | {note} |
Prúd v jedinom iónovom kanáli bunky je niekoľko pikoampérov, vo výboji blesku desiatky kiloampérov. Medzi nimi leží pätnásť rádov a všetko je počet elektrónov či iónov za sekundu krát ten istý náboj e.
04 · Meracie prístroje
galvanometer · kliešťový ampérmeter · bočník · pumpaPrúd sa pozná podľa toho, čo robí
{title}
{text}
05 · Pravidlá zápisu
veľké A · ampérhodina zvlášťPrúd v ampéroch, náboj v coulomboch
Ampér sa píše veľkým A s medzerou za číslom. Predpony sa dávajú pred neho: mA, µA, kA. Náboj akumulátora sa píše v ampérhodinách A·h, nie v ampéroch.
Malé a je rok: „ma“ sa číta ako „milirok“. Ampérhodina už čas obsahuje, „za hodinu“ je navyše. Predpona kilo je malé k; veľké K je kelvin. Písmeno u namiesto µ je prípustné len tam, kde chýba gréčtina. Názov jednotky sa píše malým písmenom, hoci značka je veľká.
06 · Susedné jednotky
elektrina07 · Historický oddiel
archív · od Ørstedovej strelky po elementárny nábojAko ampér prešiel od sily k počítaniu
{title}
{text}
Starý ampér sa nedal postaviť
Od roku 1948 do roku 2019 bol ampér prúd, pri ktorom sa dva nekonečne dlhé a nekonečne tenké vodiče vzdialené meter priťahujú silou 2·10⁻⁷ N na každý meter dĺžky. Definícia je krásna, ale postaviť sa nedá: nekonečné vodiče neexistujú.
V praxi sa ampér získaval z voltu a ohmu podľa Ohmovho zákona. A volt aj ohm sa od roku 1990 reprodukovali kvantovým Josephsonovým a Hallovým javom, v ktorých vystupuje elementárny náboj. Ampér teda už stál na e, len nepriamo.
Nová definícia to urobila priamym. Vpravo jednoelektrónová pumpa: v každom takte prenesie práve jeden elektrón. Prúd pumpy je frekvencia taktu krát e. Zatiaľ také pumpy dávajú prúdy v nanoampéroch, ale počíta sa doslova elektrón po elektróne.
Katalóg veličín
Elektrina · 12 listov
Register · všetky veličiny na jednej stránkeLaboratórium pri vstupe do registraKvapka kyseliny zmení farbu šťavy, soľ zafarbí plameň, voda zamrzne po klepnutí. Pod nimi všetky listy Simetria podľa odborov a abecedne.Otvoriť register →
