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安培

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由於載流導線的電流所產生的磁場,導線旁的磁針會偏轉方向。應用這現象,檢流計可以用來測量電流。
安培
Amperemeter hg.jpg
單位信息
單位制 國際單位制
量的名稱 電流
符號 A
得名 安德烈-馬里·安培

安培,簡稱,是國際單位制電流強度單位,符號是A[1][2][3]。同時它也是國際單位制中七個基本單位之一[注 1]。安培是以法國數學家和物理學家安德烈-馬里·安培命名的,為了紀念他在經典電磁學方面的貢獻。

實際情況中,安培是對單位時間內通過導體橫截面的電荷量的度量。1秒內通過橫截面的電量為1庫侖6.241×1018個電子的電量)時,電流大小為1安培。[4]

比安培小的電流可以用毫安微安等單位表示。

  • 1安(A)= 1000毫安(mA)
  • 1毫安(mA)= 1000微安(μA)

定義[編輯]

安培定義的圖解

安培力定律證明在兩根通電的平行直導線之間存在吸引力或排斥力[5][6]。這個力被用於安培的正式定義。1948年第九屆國際計量大會決定定義安培為:

真空中,截面積可忽略的兩根相距1m的無限長平行圓直導線內,通以等量恆定電流時,若導線間相互作用在每長度上的力為2×10–7牛頓,則每根導線中的電流為一安培。
—— [2][7][8]

電荷量國際單位制單位1庫侖表示1安培的電流1秒內通過橫截面的電量[9]。同樣,1安培就是1庫侖的電荷在一秒內通過橫截面時的電流強度。

歷史[編輯]

安培最初是被定義為厘米-克-秒制中電流單位絕對安培的十分之一。[10]它的大小如此確定是為了保證從國際單位制中的其他單位推導安培得到的值比較合適。

「國際安培」是一個較早的電流單位,定義為使硝酸銀溶液中每秒析出0.001118000的電流。[11]之後,更精確地測量發現,這一電流是0.99985 A。

應用[編輯]

安培這一單位與瓦特平衡英語Watt balance歐姆定律中的單位伏特歐姆相聯繫。而在約瑟夫森效應量子霍爾效應中也都各自有所應用。[12]

現在,建立一安培的技術已經能夠達到107逼近誤差[12]

未來安培可能的定義[編輯]

與使用兩根通電導線之間的力定義相比,安培很可能在未來使用元電荷的流速來定義。[6]因為1庫侖已經定義為6.2415093×1018個元電荷的電量,1安培就可以定義為1秒內有6.2415093×1018個元電荷通過橫截面的電流。[13]2005年,國際計量委員會同意研究這一可能的變化。新的定義預計會在2014年的第25屆國際度量衡委員會上正式公布。[14]

例子[編輯]

  • 計算器工作電流1×10-4A[注 2]
  • 行動電話充電電流0.8-2A
  • 閃電約1×104A[15]
  • 住宅配電箱約60A
  • 住宅斷路器,常見的有10/20A
  • 塑殼斷路器(MCCB),常見200-800A
  • 空氣斷路器(ACB),用於低壓電(380V),常見1600/2500/4000A
  • 用於配電的1650kVA三相變壓器,低壓線圈(380V)最大輸出2500A

參見[編輯]

注釋[編輯]

  1. ^ 另外六個是開爾文摩爾坎德拉千克
  2. ^ 以CASIO fx-82ES 1.5V 0.0002W計

參考資料[編輯]

  1. ^ 張三慧. 大學物理學·電磁學. 北京: 清華大學出版社. 1999: 143. ISBN 9787302038191. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.1. Unit of electric current (ampere), SI brochure 8th, BIPM, [19 November 2011] 
  3. ^ Base unit definitions: Ampere. Physics.nist.gov. Retrieved on 2010-09-28.
  4. ^ Bodanis, David, Electric Universe, New York: Three Rivers Press, 2005, ISBN 978-0-307-33598-2 
  5. ^ Serway, Raymond A; Jewett, JW. Serway's principles of physics: a calculus based text Fourth. Belmont, CA: Thompson Brooks/Cole. 2006: 746. ISBN 0-53449143-X. 
  6. ^ 6.0 6.1 Beyond the Kilogram: Redefining the International System of Units, USA: National Institute of Standards and Technology, 2006 [March 2008], (原始內容存檔於21 March 2008) .
  7. ^ Monk, Paul MS, Physical Chemistry: Understanding our Chemical World, John Wiley & Sons, 2004, ISBN 0-471-49180-2 .
  8. ^ 趙凱華,陳熙謀. 新概念物理教程.電磁學 第二版. 高等教育出版社. 2006年12月: 135. ISBN 978-7-04-020202-1. 
  9. ^ The International System of Units (SI) (PDF) 8th, Bureau International des Poids et Mesures: 144, 2006 .
  10. ^ Kowalski, L, A short history of the SI units in electricity, Montclair .
  11. ^ History of the ampere, Sizes 
  12. ^ 12.0 12.1 Appendix 2: Practical realization of unit definitions: Electrical quantities, SI brochure, BIPM .
  13. ^ Value, Physics, USA: NIST .
  14. ^ General Conference on Weights and Measures approves possible changes to the International System of Units, including redefinition of the kilogram. (PDF) (新聞稿). Sèvres, France: General Conference on Weights and Measures. 23 October 2011 [25 October 2011]. 
  15. ^ 物理.高中二年級上冊.上海科技出版社

外部連結[編輯]