Amper
U fizici, amper[1][2][3] (simbol: A)[4][5] je osnovna SI jedinica koja se koristi za merenje električne struje.[6][7][8] Sadašnja definicija, koju je usvojila deveta Generalna konferencija težina i mera 1948. godine, glasi: „jedan amper je stalna električna struja koja bi, kada bi se održavala u dva prava paralelna provodnika, neograničene dužine i zanemarljivo malog kružnog preseka, koji se nalaze u vakuumu na međusobnom rastojanju od jednog metra, prouzrokovala među tim provodnicima silu jednaku 2 × 10−7 njutna po metru dužine“. Definicija za amper je istovetna fiksiranju vrednosti permeabilnosti u vakuumu na μ0 = 4π × 10−7 H/m. Pre 1948, korišćen je takozvani internacionalni amper, definisan preko elektrolitičke stope raspadanja srebra. Jednak je 0,99985 A.
Amper | |
---|---|
Informacije o jedinici | |
Sistem | Međunarodni sistem jedinica (SI) |
Jedinica | Električna struja |
Simbol | A |
Imenovan po | Andre-Mari Amper |
Amper je dobio ime po Andre-Mari Amperu, jednim od glavnih koji su otkrili elektromagnetizam. Amper se najtačnije postiže koristeći amperovu ravnotežu, ali se u praksi dobija preko Omovog zakona od jedinica za napon i otpor, volta i oma. Jedinica količine naelektrisanja, kulon, se definiše u vezi sa amperom: jedan kulon je količina naelektrisanja preneta strujom jednog ampera u okviru jedne sekunde. Pošto je struja stopa kojim se naelektrisanje kreće po površini, a amper meri struju, jedan amper je jednak toku jednog kulona u sekundi:
Pošto je kulon približno jednak 6,24 × 1018 osnovnog naelektrisanja, jedan amper je jednak: 6,24 × 1018 osnovnog naelektrisanja koje se kreće po površini u jednoj sekundi. Koristeći SI definiciju za konvencijalne vrednosti Džozefsonove i fon Klicingove konstante, amper može da se definiše kao tačno 6,241 509 629 152 65 × 1018 osnovnog naelektrisanja u sekundi.
Od redefinisanja osnovnih jedinica SI iz 2019. godine, amper je definisan postavljanjem magnitude elementarnog naelektrisanja na 176634×10−19 C ( 1,602kulona),[6][9] što znači da je amper električna struja ekvivalentna elementarnih naboja prolazi svakih 1019176634 sekundi. Pre redefinisanja, amper je bio definisan kao struja koja bi morala da se prođe kroz 2 paralelne žice udaljene 1 1,602metar da bi se proizvela magnetna sila od ×10−7 2njutna po metru. Raniji CGS sistem je imao dve definicije struje, jednu u suštini istu kao SI i drugu koja je koristila električni naboj kao osnovnu jedinicu, pri čemu je jedinica naelektrisanja definisana merenjem sile između dve naelektrisane metalne ploče. Amper je tada definisan kao jedan kulon naelektrisanja u sekundi.[10] U SI, jedinica naelektrisanja, kulon, je definisana kao naelektrisanje koje nosi jedan amper tokom jedne sekunde.
Definicija
urediAmper se definiše uzimanjem fiksne numeričke vrednosti elementarnog naelektrisanja e 1,602 176 634 × 10−19 kada je izraženo u jedinici C, što je jednako A⋅s, gde je sekunda definisana kao ∆νCs, hiperfina prelazna frekvencija neporemećenog osnovnog stanja atoma cezijum-133.[11]
SI jedinica naelektrisanja, kulon, „je količina električne energije koju u 1 sekundi prenosi struja od 1 ampera”.[12] Suprotno tome, struja od jednog ampera je jedan kulon naelektrisanja koji prolazi kroz datu tačku u sekundi:
Uopšteno govoreći, naelektrisanje Q je određeno stalnom strujom I koja teče tokom vremena t kao Q = I t.
Istorija
urediAmper je dobio ime po francuskom fizičaru i matematičaru Andre-Mari Amperu (1775–1836), koji je proučavao elektromagnetizam i postavio temelje elektrodinamike. U znak priznanja za Amperov doprinos stvaranju moderne električne nauke, međunarodna konvencija, potpisana na Međunarodnoj izložbi električne energije 1881. godine, ustanovila je amper kao standardnu jedinicu električne mere za električnu struju.
Amper je prvobitno definisan kao jedna desetina jedinice električne struje u sistemu jedinica centimetar–gram–sekunda. Ta jedinica, sada poznata kao abamper, definisana je kao količina struje koja generiše silu od dva dina po centimetru dužine između dve žice udaljene jedan centimetar jedna od druge.[13] Veličina jedinice je izabrana tako da jedinice izvedene iz nje u MKSA sistemu budu odgovarajuće veličine.
„Međunarodni amper“ je bio rana realizacija ampera, definisanog kao struja koja bi deponovala 118 grams grama srebra u sekundi iz rastvora 0,001srebrnog nitrata.[14] Kasnije su tačnija merenja otkrila da je ova struja 85 A. 0,999
Ranija definicija u SI
urediDo 2019. godine SI je definisao amper na sledeći način:
Amper je ona konstantna struja koja bi, ako bi se održavala u dva prava paralelna provodnika beskonačne dužine, zanemarljivog kružnog poprečnog preseka, i postavljena jedan metar jedan od drugog u vakuumu, proizvela između tih provodnika silu jednaku ×10−7 2njutna po metar dužine.[15]:113[16]
Amperov zakon sile[17][18] navodi da postoji privlačna ili odbojna sila između dve paralelne žice koje vode električnu struju. Ova sila se koristi u formalnoj definiciji ampera.
SI jedinica naelektrisanja, kulon, tada je definisana kao „količina električne energije koju u 1 sekundi prenosi struja od 1 ampera“.[15]:144 Nasuprot tome, struja od jednog ampera je jedan kulon naelektrisanja koji prolazi kroz datu tačku u sekundi:
Uopšteno, naelektrisanje Q je određeno stalnom strujom I koja teče tokom vremena t kao Q = It.
Realizacija
urediStandardni amper se najtačnije realizuje korišćenjem Kiblove vage, ali se u praksi održava putem Omovog zakona iz jedinica elektromotorne sile i otpora, volta i oma, pošto se poslednja dva mogu vezati za fizičke pojave koje je relativno lako reprodukovati, Džozefsonov efekat i kvantni Holov efekat.[19]
SI jedinice za elektricitet
urediJedinice SI sistema za elektromagnetizam | |||
---|---|---|---|
ime | simbol | definicija | veličina |
Amper (osnovna jedinica SI sistema) | A | A | jačina električne struje |
Kulon | C | A·s | količina naelektrisanja |
Volt | V | J/C = kg·m2·s−3·A−1 | potencijalna razlika, napon |
Om | Ω | V/A = kg·m2·s−3·A−2 | otpor, impedansa |
Om metar | Ω·m | kg·m3·s−3·A−2 | specifični otpor |
Vat | W | V·A = kg·m2·s−3 | električna snaga |
Farad | F | C/V = kg−1·m−2·A2·s4 | električni kapacitet |
Farad po metru | F/m | kg−1·m−3·A2·s4 | magnetna permitivnost |
recipročni Farad | F−1 | kg1·m2·A−2·s−4 | elastanca |
Simens | S | Ω−1 = kg−1·m−2·s3·A2 | električna provodnost |
simens po metru | S/m | kg−1·m−3·s3·A2 | specifična električna provodljivost |
Veber | Wb | V·s = kg·m2·s−2·A−1 | fluks magnetnog polja |
Tesla | T | Wb/m2 = kg·s−2·A−1 | magnetna indukcija |
Amper po metru | A/m | m−1·A | jačina magnetnog polja |
Amper po Veberu | A/Wb | kg−1·m−2·s2·A2 | magnetna otpornost |
Henri | H | V·s/A = kg·m2·s−2·A−2 | induktivnost |
Henri po metru | H/m | kg·m·s−2·A−2 | magnetna permeabilnost |
(bez dimenzija) | - | - | magnetna osetljivost |
Vidi još
urediReference
uredi- ^ Jones, Daniel (2011). Roach, Peter; Setter, Jane; Esling, John, ur. Cambridge English Pronouncing Dictionary (18. izd.). Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-15255-6.
- ^ Wells, John C. (2008). Longman Pronunciation Dictionary (3. izd.). Longman. ISBN 978-1-4058-8118-0.
- ^ „Ampere”. Merriam-Webster Dictionary. Pristupljeno 29. 9. 2020.
- ^ „2. SI base units”, SI brochure (8th izd.), BIPM, Arhivirano iz originala 7. 10. 2014. g., Pristupljeno 19. 11. 2011
- ^ SI supports only the use of symbols and deprecates the use of abbreviations for units.„Bureau International des Poids et Mesures” (PDF). 2006. str. 130. Arhivirano iz originala (PDF) 14. 8. 2017. g. Pristupljeno 21. 11. 2011.
- ^ a b BIPM (20. 5. 2019). „Mise en pratique for the definition of the ampere in the SI” (PDF). BIPM. Pristupljeno 18. 2. 2022.
- ^ „2.1. Unit of electric current (ampere)”, SI brochure (8th izd.), BIPM, Arhivirano iz originala 3. 2. 2012. g., Pristupljeno 19. 11. 2011
- ^ Base unit definitions: Ampere Arhivirano 25 april 2017 na sajtu Wayback Machine Physics.nist.gov. Retrieved on 28 September 2010.
- ^ Draft Resolution A "On the revision of the International System of units (SI)" to be submitted to the CGPM at its 26th meeting (2018) (PDF), Arhivirano iz originala (PDF) 29. 4. 2018. g., Pristupljeno 28. 10. 2018
- ^ Bodanis, David (2005), Electric Universe, New York: Three Rivers Press, ISBN 978-0-307-33598-2
- ^ „ampere (A)”. www.npl.co.uk. Pristupljeno 21. 5. 2019.
- ^ The International System of Units (SI) (PDF) (8th izd.), Bureau International des Poids et Mesures, 2006, str. 144, Arhivirano (PDF) iz originala 5. 11. 2013. g. .
- ^ Kowalski, L (1986), „A short history of the SI units in electricity”, The Physics Teacher, Montclair, 24 (2): 97—99, Bibcode:1986PhTea..24...97K, doi:10.1119/1.2341955, Arhivirano iz originala 14. 2. 2002. g.
- ^ History of the ampere, Sizes, 1. 4. 2014, Arhivirano iz originala 20. 10. 2016. g., Pristupljeno 29. 1. 2017
- ^ a b International Bureau of Weights and Measures (2006), The International System of Units (SI) (PDF) (8th izd.), ISBN 92-822-2213-6
- ^ Monk, Paul MS (2004), Physical Chemistry: Understanding our Chemical World, John Wiley & Sons, ISBN 0-471-49180-2, Arhivirano iz originala 2. 1. 2014. g.
- ^ Serway, Raymond A; Jewett, JW (2006). Serway's principles of physics: a calculus based text (Fourth izd.). Belmont, CA: Thompson Brooks/Cole. str. 746. ISBN 0-53449143-X. Arhivirano iz originala 21. 6. 2013. g.
- ^ Beyond the Kilogram: Redefining the International System of Units, US: National Institute of Standards and Technology, 2006, Arhivirano iz originala 21. 3. 2008. g., Pristupljeno 3. 12. 2008 .
- ^ „Appendix 2: Practical realisation of unit definitions: Electrical quantities”, SI brochure, BIPM, Arhivirano iz originala 14. 4. 2013. g. .
Literatura
uredi- Gauss, C. F. (1832), „Intensitas vis magneticae terrestris ad mensuram absolutam revocata”, Commentationes Societatis Regiae Scientiarum Gottingensis Recentiores, 8: 3—44. English translation.
- Neumann, F. E. (1847), „Allgemeine Gesetze der induciten elektrischen Ströme”, Abhandlungen der Königlichen Preußischen Akademie der Wissenschaften zu Berlin : Aus dem Jahre 1845: 1—87, Arhivirano iz originala 08. 06. 2011. g., Pristupljeno 9. 4. 2018 ; Reprinted: „Die mathematischen Gesetze der induciten elektrischen Ströme”, Franz Neumanns gesammelte Werke, 3, Leipzig: B. G. Teubner, 1912, str. 257—344.
- Neumann, F. (1849), „Über ein allgemeines Princip der mathematischen Theorie inducirter elektrischer Ströme”, Abhandlungen der Königlichen Preußischen Akademie der Wissenschaften zu Berlin : Aus dem Jahre 1847: 1—71, Arhivirano iz originala 08. 06. 2011. g., Pristupljeno 9. 4. 2018 ; Reprinted: Franz Neumanns gesammelte Werke, 3, Leipzig: B. G. Teubner, 1912, str. 345—424.
- Chisholm, Hugh, ur. (1911). „Weber, Wilhelm Eduard”. Encyclopædia Britannica (na jeziku: engleski). 28 (11 izd.). Cambridge University Press. str. 458.
- Weber, W.E. (1851). „Messungen galvanischer Leitungswiderstände nach einem absoluten Maaße”. Annalen der Physik und Chemie. 82 (3): 337—369. doi:10.1002/andp.18511580302. Reprinted in: „Messungen galvanischer Leitungswiderstände nach einem absoluten Maasse”. Wilhelm Weber's Werke. Springer. 1893. str. 276—300. ISBN 978-3-662-22762-6. doi:10.1007/978-3-662-24693-1_9. and Weber, Wilhelm (1851). „Messungen galvanischer Leitungswiderstände nach einem absoluten Maasse”. Annalen der Physik. 158 (3): 337—369. doi:10.1002/andp.18511580302. English translation: . Prevod: E. Atkinson. „On the Measurement of Electric Resistance according to an absolute Standard”. Philosophical Magazine. 22, Fourth Series: 226—240 and 261—269. 1840.
- G.C.F. (1891). „Wilhelm Eduard Weber”. Nature. 44 (1132): 229—230. S2CID 4060786. doi:10.1038/044229b0.
- Fleming, John Ambrose (1911). „Units, Physical”. Ur.: Chisholm, Hugh. Encyclopædia Britannica (na jeziku: engleski). 27 (11 izd.). Cambridge University Press. str. 738–745; see page 740.
- „Recommendations adopted by the General Committee at the Manchester meeting in September 1861”. Report of the Thirty-First meeting of the British Association for the Advancement of Science. London: John Murray. 1862. str. xxxix—xl.
- „Recommendations adopted by the General Committee at the Cambridge meeting in October 1862”. Report of the Thirty-Second meeting of the British Association for the Advancement of Science. London: John Murray. 1863. str. xxxix.
- „Report of the General Committee appointed by the British Association on Standards of Electrical Resistance”. Report of the Thirty-Third Meeting of the British Association for the Advancement of Science. London: John Murray. 1864. str. 111—176.