กระแสไฟ

จาก Wikipedia สารานุกรมเสรี
ข้ามไปที่การนำทางข้ามไปที่การค้นหา
สำหรับความหมายอื่นดูแอมแปร์ (แก้ความกำกวม)

กระแสไฟ
Amperemeter hg.jpg
รูปแบบการสาธิตของเหล็กย้ายแอมป์มิเตอร์ เมื่อกระแสผ่านขดลวดเพิ่มขึ้นลูกสูบจะถูกดึงเข้าไปในขดลวดมากขึ้นและตัวชี้จะเบี่ยงเบนไปทางขวา
ข้อมูลทั่วไป
ระบบหน่วยหน่วยฐาน SI
หน่วยของกระแสไฟฟ้า
สัญลักษณ์ก
การตั้งชื่อตามAndré-Marie Ampère

แอมแปร์ ( / æ มพีɛər / , สหรัฐอเมริกา : / æ มพีɪər / ; [1] [2] [3]สัญลักษณ์: ) [4]มักจะสั้นลงไปที่ "แอมป์" [5]เป็นหน่วยฐานของกระแสไฟฟ้าในระบบหน่วยสากล (SI) [6] [7]ตั้งชื่อตามAndré-Marie Ampère (1775–1836) นักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสซึ่งถือว่าเป็นบิดาของแม่เหล็กไฟฟ้า

International System of Units กำหนดแอมแปร์ในรูปของหน่วยฐานอื่น ๆ โดยการวัดแรงแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างตัวนำไฟฟ้าที่มีกระแสไฟฟ้าระบบ CGSก่อนหน้านี้มีคำจำกัดความของกระแสไฟฟ้าที่แตกต่างกันสองคำโดยพื้นฐานหนึ่งเหมือนกับ SI และอีกระบบหนึ่งใช้ประจุไฟฟ้าเป็นหน่วยฐานโดยหน่วยของประจุกำหนดโดยการวัดแรงระหว่างแผ่นโลหะที่มีประจุสองแผ่น จากนั้นแอมป์ถูกกำหนดให้เป็นหนึ่งคูลอมบ์ของประจุต่อวินาที[8]ใน SI หน่วยประจุคูลอมบ์ถูกกำหนดให้เป็นประจุไฟฟ้าหนึ่งแอมแปร์ในช่วงหนึ่งวินาที

คำจำกัดความใหม่ในแง่ของค่าคงที่ของธรรมชาติโดยเฉพาะค่าใช้จ่ายเบื้องต้นมีผลในวันที่ 20 พฤษภาคม 2019 [9]

คำจำกัดความ[ แก้ไข]

แอมแปร์ถูกกำหนดโดยการกำหนดค่าตัวเลขคงที่ของประจุพื้นฐาน eเป็น 1.602 176 634 × 10 −19เมื่อแสดงในหน่วย C ซึ่งเท่ากับA⋅sโดยที่วินาทีถูกกำหนดในรูปของ∆ ν Csความถี่การเปลี่ยนสถานะไฮเปอร์ไฟน์ของสถานะพื้นดินที่ไม่ถูกรบกวนของอะตอมซีเซียม -133 [10]

หน่วย SI ของประจุคูลอมบ์ "คือปริมาณไฟฟ้าที่บรรทุกใน 1 วินาทีโดยกระแส 1 แอมแปร์" [11] ในทางกลับกันกระแสหนึ่งแอมแปร์คือหนึ่งคูลอมบ์ของประจุที่ผ่านจุดที่กำหนดต่อวินาที:

โดยทั่วไปค่าใช้จ่ายQจะถูกกำหนดโดยปัจจุบันคงฉันไหลเป็นเวลาทีเป็นQ = ฉัน ที

กระแสคงที่ทันทีและค่าเฉลี่ยจะแสดงเป็นแอมแปร์ (เช่นเดียวกับ "กระแสชาร์จคือ 1.2 A") และประจุที่สะสม (หรือผ่านวงจร) ในช่วงเวลาหนึ่งจะแสดงเป็นคูลอมบ์ (เช่นเดียวกับ " ประจุแบตเตอรี่คือ30 000  C "). ความสัมพันธ์ของแอมป์ (ที่ C / s) เพื่อ Coulomb เป็นเช่นเดียวกับที่ของวัตต์ (J / s) กับจูล

ประวัติ[ แก้ไข]

บทความหลัก: International System of Electrical and Magnetic Units

แอมแปร์เป็นชื่อของนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสและนักคณิตศาสตร์André-Marie Ampère (1775-1836) ผู้ที่ศึกษาแม่เหล็กไฟฟ้าและวางรากฐานของไฟฟ้ากระแส ในการรับรู้ถึงการมีส่วนร่วมของAmpèreในการสร้างสรรค์วิทยาศาสตร์ไฟฟ้าสมัยใหม่อนุสัญญาระหว่างประเทศซึ่งลงนามในงานนิทรรศการไฟฟ้าระหว่างประเทศพ.ศ. 2424 ได้กำหนดให้แอมแปร์เป็นหน่วยมาตรฐานของการวัดกระแสไฟฟ้า

แอมแปร์ถูกกำหนดเดิมเป็นหนึ่งในสิบของหน่วยของกระแสไฟฟ้าในมาตราซีจีเอส หน่วยนั้นปัจจุบันเรียกว่าอะแบมเปเรถูกกำหนดให้เป็นปริมาณของกระแสไฟฟ้าที่สร้างแรงสองdynesต่อเซนติเมตรของความยาวระหว่างสายไฟสองเส้นที่ห่างกันหนึ่งเซนติเมตร [12]ขนาดของหน่วยถูกเลือกเพื่อให้หน่วยที่ได้มาจากมันในระบบMKSAจะมีขนาดที่สะดวก

"แอมแปร์สากล" คือการตระหนักถึงแอมแปร์ในช่วงต้นซึ่งหมายถึงกระแสที่จะฝาก 0.001 118  กรัมเงินต่อวินาทีจากเงินไนเตรตการแก้ปัญหา [13]ต่อมาการวัดที่แม่นยำยิ่งขึ้นพบว่ากระแสนี้คือ0.999 85  ก .

เนื่องจากกำลังถูกกำหนดให้เป็นผลคูณของกระแสและแรงดันแอมป์จึงสามารถแสดงในรูปของหน่วยอื่น ๆ ได้โดยใช้ความสัมพันธ์I = P / Vดังนั้น 1 A = 1 W / V กระแสไฟฟ้าสามารถวัดได้ด้วยมัลติมิเตอร์ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่สามารถวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าและความต้านทานได้

คำจำกัดความเดิมใน SI [ แก้ไข]

จนถึงปี 2019 SI ได้กำหนดแอมแปร์ดังนี้:

แอมแปร์คือกระแสคงที่ซึ่งหากเก็บรักษาไว้ในตัวนำคู่ขนานตรงที่มีความยาวไม่สิ้นสุดของหน้าตัดวงกลมเล็กน้อยและวางห่างกันหนึ่งเมตรในสุญญากาศจะทำให้เกิดแรงระหว่างตัวนำเหล่านี้มีค่าเท่ากับ2 × 10 −7 นิวตันต่อความยาวเมตร [14] : 113 [15]

กฎการบังคับของAmpère [16] [17]กล่าวว่ามีแรงที่น่าดึงดูดหรือน่ารังเกียจระหว่างสายคู่ขนานสองเส้นที่มีกระแสไฟฟ้า แรงนี้ใช้ในนิยามที่เป็นทางการของแอมแปร์

จากนั้นหน่วย SI ของประจุคูลอมบ์ถูกกำหนดให้เป็น "ปริมาณไฟฟ้าที่บรรทุกใน 1 วินาทีโดยกระแส 1 แอมแปร์" [14] : 144 ในทางกลับกันกระแสหนึ่งแอมแปร์คือหนึ่งคูลอมบ์ของประจุที่ผ่านจุดที่กำหนดต่อวินาที:

โดยทั่วไปค่าใช้จ่ายQถูกกำหนดโดยปัจจุบันคงฉันไหลเป็นเวลาทีเป็นQ =มัน

สำนึก[ แก้ไข]

แอมแปร์มาตรฐานจะรู้อย่างถูกต้องที่สุดโดยใช้ความสมดุล Kibbleแต่ในทางปฏิบัติการบำรุงรักษาผ่านกฎของโอห์มจากหน่วยงานของแรงเคลื่อนไฟฟ้าและความต้านทานที่โวลต์และโอห์มตั้งแต่หลังสองสามารถเชื่อมโยงกับปรากฏการณ์ทางกายภาพที่มีความสะดวกในการ ทำซ้ำเอฟเฟกต์โจเซฟสันและเอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์ตามลำดับ [18]

เทคนิคในการสร้างความเป็นจริงของแอมแปร์มีความไม่แน่นอนสัมพัทธ์ประมาณสองสามส่วนใน 10 7และเกี่ยวข้องกับการรับรู้วัตต์โอห์มและโวลต์ [18]

ดูเพิ่มเติม[ แก้ไข]

  • แอมมิเตอร์
  • Ampacity (ความสามารถในการรองรับกระแสไฟฟ้า)
  • กระแสไฟฟ้า
  • ไฟฟ้าช็อต
  • การเปรียบเทียบแบบไฮดรอลิก
  • ค่าคงที่แม่เหล็ก
  • คำสั่งของขนาด (ปัจจุบัน)

อ้างอิง[ แก้ไข]

  1. ^ โจนส์, แดเนียล (2011) แมลงสาบปีเตอร์ ; เซ็ตเตอร์เจน ; Esling, John (eds.) พจนานุกรมการออกเสียงภาษาอังกฤษของเคมบริดจ์ ( ฉบับที่ 18) สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ISBN 978-0-521-15255-6.
  2. ^ เวลส์, จอห์นซี (2008) พจนานุกรมการออกเสียง Longman ( ฉบับที่ 3) ลองแมน. ISBN 978-1-4058-8118-0.
  3. ^ "แอมป์" Merriam-Webster พจนานุกรม สืบค้นเมื่อ29 กันยายน 2563 .
  4. ^ "2. SI base units" , SI โบรชัวร์ (8th ed.), BIPM, archived from the original on 7 October 2014 , retrieved 19 November 2011
  5. ^ SI สนับสนุนเฉพาะการใช้สัญลักษณ์และไม่สนับสนุนการใช้ตัวย่อสำหรับหน่วย "สำนักงานระหว่างประเทศ des Poids et Mesures" (PDF) 2549. น. 130 . สืบค้นเมื่อ21 พฤศจิกายน 2554 .
  6. ^ "2.1. หน่วยของกระแสไฟฟ้า (แอมแปร์)" , แผ่นพับ SI (ฉบับที่ 8), BIPM, เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 3 กุมภาพันธ์ 2555 , สืบค้น19 พฤศจิกายน 2554
  7. ^ นิยามหน่วยฐาน: แอมแปร์ เก็บถาวรเมื่อ 25 เมษายน 2017 ที่ Wayback Machine Physics.nist.gov สืบค้นเมื่อ 28 กันยายน 2553.
  8. ^ Bodanis เดวิด (2005) จักรวาลไฟฟ้า , New York: สามกด Rivers, ISBN 978-0-307-33598-2
  9. ^ ร่างมติ A "เกี่ยวกับการปรับปรุงระบบหน่วยสากล (SI)" ที่จะส่งไปยัง CGPM ในการประชุมครั้งที่ 26 (2018) (PDF)
  10. ^ "แอมแปร์ (A)" www.npl.co.uk สืบค้นเมื่อ21 พฤษภาคม 2562 .
  11. ^ The International System of Units (SI) (PDF) (8th ed.), Bureau International des Poids et Mesures , 2006, p. 144, เก็บถาวร(PDF)จากต้นฉบับเมื่อ 5 พฤศจิกายน 2556 .
  12. ^ Kowalski, L (1986), "ประวัติโดยย่อของหน่วย SI ในไฟฟ้า" , The Physics Teacher , Montclair, 24 (2): 97–99, Bibcode : 1986PhTea..24 ... 97K , doi : 10.1119 / 1.2341955 , เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 14 กุมภาพันธ์ 2545
  13. ^ ประวัติของแอมแปร์ขนาด 1 เมษายน 2557 เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 20 ตุลาคม 2559 สืบค้น29 มกราคม 2560
  14. ^ a b สำนักงานชั่งตวงวัดระหว่างประเทศ (2549), ระบบหน่วยระหว่างประเทศ (SI) (PDF) (ฉบับที่ 8), ISBN  92-822-2213-6, เก็บถาวร (PDF)จากต้นฉบับเมื่อ 14 สิงหาคม 2560
  15. ^ พระพอล MS (2004), เคมีเชิงฟิสิกส์: การทำความเข้าใจโลก Chemical ของเรา , John Wiley & Sons, ISBN 0-471-49180-2, เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2 มกราคม 2557
  16. ^ เซอร์เวย์เรย์มอนด์ A; จิวเวตต์เจดับบลิว (2549). หลักการทางฟิสิกส์ของ Serway: ข้อความที่ใช้แคลคูลัส (Fourth ed.) เบลมอนต์แคลิฟอร์เนีย: ทอมป์สันบรูคส์ / โคล น. 746. ISBN 0-53449143-X. สืบค้นเมื่อ 21 มิถุนายน 2556.
  17. ^ Beyond the Kilogram: นิยามใหม่ของระบบหน่วยสากล , สหรัฐอเมริกา: สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ , 2549, เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 21 มีนาคม 2551 , สืบค้นเมื่อ3 ธันวาคม 2551.
  18. ^ a b "ภาคผนวก 2: การปฏิบัติจริงสำหรับคำจำกัดความของหน่วย: ปริมาณไฟฟ้า" , แผ่นพับ SI , BIPM, เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 14 เมษายน 2556.

ลิงก์ภายนอก[ แก้ไข]

  • การอ้างอิง NIST เกี่ยวกับค่าคงที่หน่วยและความไม่แน่นอน
  • NIST นิยามของแอมแปร์และμ 0