Amperi

Archiu:Ampere-o-meter-vintage-HDR-0h.jpg

Amperi

Archiu:Galvanometer 1890 drawing.png

Gravat representant un galvanómetro (1890)

El amperi,(en anglés, ampere; en francés, ampère; símbol A) és l'unitat d'intensitat de corrent elèctrica. Forma part de les unitats bàsiques en el Sistema Internacional d'Unitats i va rebre eixe nom en honor al matemàtic i físic francés André-Marie Ampère (1775-1836).

Es definix en fixar el valor numèric de la càrrega elemental, i, en 1.602 176 634 × 10^-19, quan s'expressa en l'unitat C, igual a A·s, a on el segon es definix en funció de Δν_Cs. L'efecte d'esta definició és que l'amperi és la corrent elèctrica corresponent al fluix de 1/(1.602 176 634 × 10⁻¹⁹) = 6.241 509 074 × 10¹⁸ càrregues elementals per segon.

Esta definició es va adoptar el 16 de novembre de 2018 en la 26ª Conferència General de Peses i Mides acordant-se la seua entrada en vigor el 20 de maig de 2019.

L'amperi i el coulomb es relacionen per mig de l'expressió: $\mathrm{1}\mathrm{A}\mathrm{=}\mathrm{1}\frac{C}{s}$ Si ben l'amperi és unitat bàsica i el coulomb no ho és, en la pràctica, l'actual definició d'amperi depén de la de coulomb.

Definicions històriques

Des de mediats de el XIX, en el desenroll del electromagnetisme i l'electrotècnia, va començar a usar-se l'amperi com a unitat de corrent elèctrica. La definició i quantificació no era uniforme, sino que cada país va desenrollar els seus propis estàndarts. El primer estàndart internacional que va definir l'amperi, aixina com atres unitats elèctriques, es va establir en el Congrés Elèctric Internacional de Chicago en 1893, i confirmada en la Conferència Internacional de Londres de 1908. El "amperi internacional" es va definir en térmens de la corrent elèctrica que provoca la deposición electrolítica de l'argent d'una solució de nitrat d'argent a un promig de 0.001118 g/s. El seu valor, expressat en térmens de l'amperi absolut, equivalia a 0,99985 A.

L'unitat de càrrega elèctrica, el coulomb, es deriva de l'amperi: un coulomb és la cantitat de càrrega elèctrica desplaçada per una corrent d'un amperi fluint durant un segon. Per tant, la corrent elèctrica (I), pot expressar-se com el promig de càrrega (Q) que fluïx per unitat de temps (t):

$\mathrm{I}\mathrm{=}\frac{Q}{t}$

Encara que conceptualment semblaria més llògic prendre la càrrega com a unitat bàsica, es va optar per la corrent perque, per raons operatives, resultava més fàcil de medir experimentalment. Aixina es va aplegar a l'anterior definició d'amperi, l'establida en la 9ª Conferència General de Peses i Mides de 1948, de la següent manera: Un amperi és la corrent constant que, mantinguda en dos conductors rectes paralels de llongitut infinita, de secció circular despreciable, i colocats a un metro de distància en el buit, produiria entre estos conductors una força igual a 2 x 10⁻⁷ newton per metro de llongitut.

El procés de redefinició que va conduir a la definició d'amperi adoptada en l'any 2018 va iniciar formalment en el 2010 quan el Comité del BIPM va propondre substituir les definicions llavors vigents de vàries unitats del sistema internacional, per atres basades en constants de la naturalea, com la constant de Planck, la de Boltzmann, la càrrega elemental i el número de Avogadro.

Artícul principal → Redefinició de les unitats de el SI.

Valor de la permeabilidad del buit

Archiu:Ampere-def-en.svg

Ilustració de la definició de l'Amperi. La força eixercida en els conductors és la força de Lorentz

De la definició d'amperi de 1948 se seguia un valor exacte per a la permeabilidad magnètica del buit. La força eixercida sobre dos conductors paralels rectilíneos pels que circula una intensitat de corrent ve donada per la llei de Biot-Savart:

a on:

$F$ és la força, que és d'atracció quan el sentit de la corrent és el mateix,

$l$ és la llongitut de conductors considerada,

${\mu }_0$ és la permeabilidad magnètica del buit,

$I$ és l'intensitat de corrent elèctrica que circula pels conductors,

$r$ és la distància entre els conductors,

Rebujant de l'anterior equació es té que:

era el valor exacte per a la permeabilidad del buit. Ademés, ya que la permitividad i l'impedència característica del buit estan relacionades en la permeabilidad i la velocitat de la llum en el buit s'obtenien atres valors definits exactes:

• La permitividad del buit ${𝜺}_{\mathrm{𝟎}}=\frac{1}{c^2{\mu }_0}=8,8541878176\dots \times 10^{-12}\mathrm{F}/\mathrm{m},$
• l'impedència característica del buit $Z_0={\mu }_0\cdot c=119,9169832\pi \Omega$

a on $c$ és la velocitat de la llum en el buit.

En la definició d'amperi de l'any 2018 eixes tres magnituts: permeabilidad magnètica, permitividad i impedència característica ya no tenen valors exactes definits en el Sistema Internacional d'Unitats i han de ser objecte de determinació experimental.