01 · 定义
七十年间,安培由两根导线相互吸引的力来定义。2019 年它被移交给电子:基本电荷被精确固定,电流变成了每秒电荷的计数。
一安培是每秒一库仑的电荷流——即每秒穿过导体横截面的 6.241 509 074·10¹⁸ 个基本电荷。定义建立在两个精确常数之上:电子电荷 e 与铯秒。没有力学,没有力——纯粹的计数。
2019 年以前,安培指这样的电流:相距一米的两根无限长导线以每米长度 2·10⁻⁷ 牛顿的力相互吸引。定义优雅,却无法在实验室测量:真实导线既非无限长,也非无限细。
02 · 换算
输入一个电流——护照将为您换算
安培拥有一个干净的十进制词头家族——从芯片里的皮安到电解铝厂的兆安母线。历史单位是 CGS 的遗物:绝对安培恰好是十安培,静电安培则小一个由光速决定的倍数。
经人体 30 mA 以上的电流被认为可能致命——比一只灯泡的电流小两个数量级。危险的是电流而非电压:电压只是把它推过去。
| 单位 | 名称 | 数值 | 出现在哪里 |
|---|---|---|---|
| pA | 皮安 | 2·10¹² | 芯片中的栅极泄漏、静电计量 |
| nA | 纳安 | 2·10⁹ | 放大器输入电流、实验室静电计量 |
| µA | 微安 | 2 000 000 | 传感器、手表、芯片的静态电流 |
| mA | 毫安 | 2000 | LED、充电器、30 mA 危险阈值 |
| A | 安培 | 2 | SI 中电流的基本写法 |
| kA | 千安 | 0.002 | 电焊、起动机、雷击放电 |
| MA | 兆安 | 2·10⁻⁶ | 电解铝、脉冲装置 |
SI 词头是十进制的:1 kA = 10³ A,1 mA = 10⁻³ A——没有例外
03 · 数量级
从晶体管泄漏到闪电电弧一安培:手机充电、LED 灯带
04 · 测量仪器
用什么测量安培
电流流过校准电阻,测量电压降。简单而精确,但必须断开电路。
电流互感器或霍尔传感器环抱导线而不接触。电路保持带载——配电箱和车间就是这样测量的。
绕在母线上的柔性绕组:测量高达数百千安的脉冲电流——放电、电焊、短路。
量子基准:每个时钟周期放行一个电子。安培新定义的直接实现。
05 · 书写规则
符号是大写:A,因为这是一个姓氏
该单位得名于安培,因此符号是不带句点的大写拉丁字母 A,而单位名称用小写书写:「ampere」。西里尔字母「а」和打字机时代的「amp」不应出现在记录中。
07 · 历史部分
安培之前的那些安培
CGS 电磁单位:恰好是今天的十安培。诞生于导线之间的力的定义。
同一体系的静电单位,小 3·10¹⁰ 倍:差别恰好是光速。
每秒沉积 1.118 mg 白银的电流。化学基准——银电量计:容易复现,但精度受制于盐的纯度。
CGS 体系的磁动势——旧式的「安匝」。1 Gb = 10/4π 安匝。
2019 年,安培不再是力学单位
旧的导体间力的定义使磁常数 µ₀ = 4π·10⁻⁷ H/m 按定义精确——并把电学拴在千克和米上。新安培只依赖电子电荷与秒:µ₀ 变成了被测量,电流基准移向量子效应——约瑟夫森伏特与冯·克利青欧姆。
目录 · 国际单位制
每个量一本护照
七个基本单位、二十二个有专名的导出单位,以及已停用体系的档案。每个都是独立的一页:定义、量纲、换算、仪器、书写规则。共 36 种语言。
基本单位
打开安培的护照有专名的导出单位
赤陶色——定义中含有安培的那些历史体系
符号档案护照语言
36 种语言。符号 A 与公式不翻译——它们在所有语言版本中完全一致;翻译的是描述、示例以及各文字的书写规则。