ลวดทองแดงหุ้มฉนวนใสลอดผ่านตัวอักษร A อิเล็กตรอนสีน้ำเงินไหลไปช้า ๆ ในลวด ตรงกลางมีตัวนับที่กะพริบทุกครั้งที่อิเล็กตรอนผ่านหน้าตัด รอบลวดมีวงแหวนเส้นประของสนามแม่เหล็กวิ่งวน ทางขวาเข็มเข็มทิศหมุนจนตั้งฉากกับลวดแล้วนิ่ง จอแสดง 6.24·10¹⁸ อิเล็กตรอนต่อวินาที — นี่คือหนึ่งแอมแปร์
แผ่นข้อมูลหน่วย
หน่วยฐาน SIปรับปรุง 2026-10แอมแปร์ A
หน่วยฐาน SI · ปริมาณ: กระแสไฟฟ้า
แอมแปร์ก็คือการนับอิเล็กตรอน
เมื่อเปิดกาต้มน้ำไฟฟ้า สายไฟมีกระแสราว 10 A ทุกวินาทีมีอิเล็กตรอน 62 พันล้านพันล้านตัวผ่านหน้าตัดของลวด มองทีละตัวไม่เห็น แต่นับได้ เพราะอิเล็กตรอนทุกตัวมีประจุเท่ากัน
ตั้งแต่ปี 2019 แอมแปร์นิยามผ่านประจุมูลฐาน e = 1.602 176 634·10⁻¹⁹ C หนึ่งแอมแปร์คือกระแสที่ทุกวินาทีมีประจุ 1/e ประจุมูลฐานผ่านไป หรือราว 6.24·10¹⁸ อิเล็กตรอน ก่อนหน้านั้นแอมแปร์กำหนดจากแรงที่ลวดสองเส้นซึ่งมีกระแสไหลดึงดูดกัน
น่าแปลกใจว่าตัวอิเล็กตรอนเองเคลื่อนช้าเพียงใด ในลวดทองแดงหน้าตัด 1.5 mm² ที่กระแส 10 A มันเลื่อนไปราวครึ่งมิลลิเมตรต่อวินาที แต่กระแสก็เกิดทันที เพราะอิเล็กตรอนอยู่เต็มลวดอยู่แล้วและเริ่มเคลื่อนเกือบพร้อมกัน
สัญลักษณ์ของแอมแปร์คือ A ตัวใหญ่ หน่วยนี้ตั้งชื่อตาม อ็องเดร-มารี อ็องแปร์ ชื่อหน่วยเขียนด้วยตัวเล็ก: “แอมแปร์” กระแสไฟฟ้าใช้ I ตัวใหญ่ ส่วน a ตัวเล็กคือปี และ Å คืออังสตรอม
กระแสกับประจุ แอมแปร์บอกว่าประจุผ่านไปเท่าใดต่อวินาที คูลอมบ์คือตัวประจุ และแอมแปร์ชั่วโมงคือประจุที่เก็บในแบตเตอรี่ ส่วนความเร็วของกระแสเทียบกับความเร็วอิเล็กตรอน สัญญาณวิ่งไปตามลวดเกือบเท่าความเร็วแสง แต่ตัวอิเล็กตรอนคลานไปเพียงเศษเสี้ยวมิลลิเมตรต่อวินาที
01 · นิยาม
ประจุ · การลอยเลื่อน · สนามกระแสไฟฟ้าคือประจุที่ผ่านหน้าตัดของตัวนำในหนึ่งวินาที ในโลหะ อิเล็กตรอนเป็นตัวพาประจุ ถ้ามีอิเล็กตรอน N ตัวผ่านหน้าตัดในหนึ่งวินาที กระแสจะเท่ากับ N·e
อิเล็กตรอนในโลหะพุ่งไปทุกทิศด้วยความเร็วราวพันกิโลเมตรต่อวินาที เมื่อใส่แรงดันให้ลวด จะมีการเลื่อนร่วมกันอย่างช้า ๆ ซ้อนบนการเคลื่อนที่ไร้ระเบียบนี้ — การลอยเลื่อน ความเร็วของมันขึ้นกับกระแส หน้าตัดของลวด และจำนวนอิเล็กตรอนอิสระต่อลูกบาศก์เมตรของโลหะ
กระแสสร้างสนามแม่เหล็กรอบตัวเสมอ สนามอ่อนลงเมื่อห่างจากลวด และเส้นสนามเป็นวงแหวนรอบลวด ตั้งแต่ปี 1948 ถึง 2019 แอมแปร์นิยามด้วยความแรงของสนามนี้เอง
หนึ่งแอมแปร์มีอิเล็กตรอนกี่ตัว
ด้านบนเป็นลวดทองแดง ข้าง ๆ มีเข็มทิศ ใช้แถบเลื่อนตั้งกระแสได้ตั้งแต่หนึ่งพิโกแอมแปร์ถึงพันแอมแปร์ รวมทั้งหน้าตัดของลวด อิเล็กตรอนในลวดแสดงแบบช้าลง ความเร็วบนจอเป็นสัดส่วนกับความเร็วลอยเลื่อนจริง ตัวนับนับอิเล็กตรอนที่ผ่านหน้าตัด เข็มทิศที่ห่างลวด 5 cm เบนมากขึ้นเมื่อกระแสมากขึ้น สีน้ำเงินคืออิเล็กตรอน สีอำพันคือทองแดงและความร้อน สีแดงเข้มคือสนามแม่เหล็ก ด้านล่างมีสามมุมมอง «การลอยเลื่อน» คือความเร็วอิเล็กตรอนที่หน้าตัดต่าง ๆ «สนาม» คือความหนาแน่นฟลักซ์รอบลวดตามระยะทาง «ปั๊ม» คือปั๊มอิเล็กตรอนเดี่ยว ซึ่งกำหนดกระแสด้วยความถี่: I = e·f
อิเล็กตรอนอยู่ในลวดอยู่แล้ว
ลองนึกถึงท่อที่บรรจุลูกแก้วจนเต็มขอบ ถ้าดันลูกแก้วเข้าที่ปลายหนึ่ง อีกปลายจะมีลูกหนึ่งหล่นออกทันที ทั้งที่แต่ละลูกขยับไปนิดเดียว กระแสก็เช่นกัน สนามไฟฟ้าแผ่ไปตามลวดเกือบเท่าความเร็วแสง และอิเล็กตรอนทั้งหมดเริ่มเคลื่อนพร้อมกัน หลอดไฟติดทันที แต่อิเล็กตรอนที่เข้าลวดตรงสวิตช์จะไปถึงหลอดไฟหลังผ่านไปหลายชั่วโมง
02 · การแปลงหน่วย
หน่วย · อิเล็กตรอน · ประจุแบตเตอรี่จากแอมแปร์เป็นอิเล็กตรอนและแอมแปร์ชั่วโมง
ป้อนกระแส แท็บแรกแปลงเป็นมิลลิแอมแปร์ กิโลแอมแปร์ และจำนวนอิเล็กตรอนต่อวินาที แท็บที่สองแสดงประจุที่ผ่านไปในหนึ่งนาที หนึ่งชั่วโมง และหนึ่งวัน แท็บที่สามแสดงว่ากระแสนี้จะทำให้แบตเตอรี่ทั่วไปหมดในเวลาเท่าใด
| {k} | {v} | {note} |
กระแสในช่องไอออนเดียวของเซลล์มีไม่กี่พิโกแอมแปร์ ในฟ้าผ่ามีหลายหมื่นแอมแปร์ ระหว่างนั้นมีสิบห้าอันดับขนาด และทั้งหมดคือจำนวนอิเล็กตรอนหรือไอออนต่อวินาทีคูณด้วยประจุ e เดียวกัน
04 · เครื่องมือวัด
กัลวานอมิเตอร์ · แคลมป์มิเตอร์ · ชันต์ · ปั๊มรู้จักกระแสจากสิ่งที่มันทำ
{title}
{text}
05 · กฎการเขียน
A ตัวใหญ่ · แอมแปร์ชั่วโมงแยกต่างหากกระแสเป็นแอมแปร์ ประจุเป็นคูลอมบ์
แอมแปร์เขียนด้วย A ตัวใหญ่ เว้นวรรคหลังตัวเลข คำอุปสรรคใส่ข้างหน้า: mA, µA, kA ประจุของแบตเตอรี่เขียนเป็นแอมแปร์ชั่วโมง A·h ไม่ใช่แอมแปร์
a ตัวเล็กคือปี: “ma” อ่านได้ว่า “มิลลิปี” แอมแปร์ชั่วโมงมีเวลาอยู่ในตัวแล้ว “ต่อชั่วโมง” จึงเกิน คำอุปสรรคกิโลคือ k ตัวเล็ก ส่วน K ตัวใหญ่คือเคลวิน ตัวอักษร u แทน µ ใช้ได้เฉพาะเมื่อไม่มีอักษรกรีก ชื่อหน่วยเขียนด้วยตัวเล็ก แม้สัญลักษณ์จะเป็นตัวใหญ่
06 · หน่วยข้างเคียง
ไฟฟ้า07 · ภาคประวัติ
คลังเอกสาร · จากเข็มของเออร์สเตดถึงประจุมูลฐานแอมแปร์ย้ายจากแรงมาสู่การนับได้อย่างไร
{title}
{text}
แอมแปร์แบบเก่าสร้างจริงไม่ได้
ตั้งแต่ปี 1948 ถึง 2019 แอมแปร์คือกระแสที่ทำให้ลวดยาวไม่สิ้นสุดและบางไม่สิ้นสุดสองเส้นซึ่งห่างกันหนึ่งเมตร ดึงดูดกันด้วยแรง 2·10⁻⁷ N ต่อความยาวหนึ่งเมตร นิยามนี้งดงาม แต่สร้างจริงไม่ได้ เพราะลวดยาวไม่สิ้นสุดไม่มีอยู่จริง
ในทางปฏิบัติ แอมแปร์ได้มาจากโวลต์และโอห์มด้วยกฎของโอห์ม และตั้งแต่ปี 1990 โวลต์กับโอห์มสร้างขึ้นด้วยปรากฏการณ์ควอนตัมโจเซฟสันและฮอลล์ ซึ่งมีประจุมูลฐานเกี่ยวข้อง แอมแปร์จึงอิงกับ e อยู่แล้ว เพียงแต่โดยอ้อม
นิยามใหม่ทำให้เรื่องนี้เป็นทางตรง ทางขวาคือปั๊มอิเล็กตรอนเดี่ยว ทุกรอบมันพาอิเล็กตรอนไปหนึ่งตัวพอดี กระแสของปั๊มคือความถี่ของรอบคูณ e ตอนนี้ปั๊มแบบนี้ยังให้กระแสระดับนาโนแอมแปร์ แต่การนับเป็นการนับอิเล็กตรอนทีละตัวจริง ๆ
สารบัญปริมาณ
ไฟฟ้า · แผ่นข้อมูลหน่วย 12 แผ่น
ดัชนี · ทุกปริมาณในหน้าเดียวห้องทดลองที่ทางเข้าดัชนีกรดหยดเดียวเปลี่ยนสีน้ำผลไม้ เกลือย้อมสีเปลวไฟ น้ำแข็งตัวเมื่อถูกเคาะ ข้างใต้คือทุกหน้าของ Simetrium เรียงตามสาขาและตามลำดับอักษรเปิดดัชนี →
