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安培

國際單位制中計算電流強度的單位
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关于法国物理学家，请见“安德烈-马里·安培”。

安培（英语：ampere，法语：ampère）简称安（amp），是电流强度的单位，国际单位制七个基本单位之一[注 1]，符号 A[1][2][3]。安培是以法国数学家和物理学家安德烈-马里·安培命名的，为了纪念他在经典电磁学方面的贡献。

安培（ampere）
转铁电流表示范模型。随着通过线圈的电流增加，柱塞被进一步拉入线圈，指针向右偏转
单位信息
单位制国际单位制
物理量名称电流
符号A 
得名安德烈-马里·安培
正式定义
定义当基本电荷 e 以单位库仑（C，即 A·s）表示时，将其固定数值取为 1.602176634×10−19 来定义安培，其中秒用 ΔνCs 定义
由于载流导线的电流所产生的磁场，导线旁的磁针会偏转方向。应用这现象，检流计可以用来测量电流。

实际情况中，安培是对单位时间内通过导体横截面的电荷量的度量。1秒内通过横截面的电荷量为 1库仑（6.241×1018个电子的电荷量）时，电流强度为 1安培[4]。1安培也相当于 1伏特电压施加在 1欧姆阻抗时，所通过的电流量（电流强度）。

比一安培小的电流可以用毫安、微安等单位表示。

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

定义

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重新定义后的国际单位制：基本单位的定义仅依赖于数值确定的物理常数和由同一组常数定义的其他基本单位。

2018年11月16日，第26届国际计量大会决定，重新定义安培为：

其中 ΔνCs 是指铯133原子基态的两个超精细能级之间的跃迁辐射频率。新定义使用基本电荷 e 重新定义安培，这样的条件可以在实验室中重现，同时较简单易明，于2019年5月20日生效（2019年国际单位制基本单位重新定义）。

历史

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安培最初是被定义为厘米-克-秒制中电流单位绝对安培的十分之一[6]。如此确定它的大小是为了保证从国际单位制中的其他单位推导安培得到的值比较合适。

“国际安培”是一个较早的电流单位，定义为使硝酸银溶液中每秒析出 0.001118000克银的电流[7]。之后，更精确地测量发现，这一电流是 0.99985 A。

1948年第九届国际计量大会决定定义安培为：

2005年，国际计量委员会同意研究将元电荷电荷量用于安培定义的可能。新的定义在2014年的第25届国际度量衡委员会上被讨论，于2019年5月20日生效。[9][10]

2018年第二十六届国际计量大会通过给予元电荷确定的电荷量，确定了安培的新定义。自2019年5月20日起，元电荷的电荷量被确定为   ，而  。由此，1 安培所代表的电流强度大小由元电荷电荷量和秒确定。[11]

应用

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安培这一单位与瓦特秤和欧姆定律中的单位伏特、欧姆相联系。而在约瑟夫森效应和量子霍尔效应中也都各自有所应用。[12]

现在，建立一安培的技术已经能够达到10-7的逼近误差。[12]

例子

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  • 计算器工作电流 1×10-4A[注 2]
  • 手机充电电流 0.5-2A （快充可到 5A以上)[13]
  • 闪电约 1×104A[14]
  • 住宅配电箱约 60A
  • 住宅断路器，常见的有 10/20A
  • 塑壳断路器（MCCB），常见 200-800A
  • 空气断路器（ACB），用于低压电（380V），常见 1600/2500/4000A
  • 用于配电的 1650kVA三相变压器，低压线圈（380V）最大输出 2500A

参见

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注释

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  1. ^ 另外六个是米、开尔文、秒、摩尔、坎德拉和千克
  2. ^ 以CASIO fx-82ES 1.5V 0.0002W计

参考资料

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  1. ^ 张三慧. 大学物理学·电磁学. 北京: 清华大学出版社. 1999: 143. ISBN 9787302038191. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.1. Unit of electric current (ampere), SI brochure 8th, BIPM, [19 November 2011], （原始内容存档于2012-02-03） 
  3. ^ Base unit definitions: Ampere （页面存档备份，存于互联网档案馆）. 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. ^ 大会决议中文版 (PDF). 中国计量科学研究院. [2019-02-03]. （原始内容 (PDF)存档于2019-02-04）. 
  6. ^ Kowalski, L, A short history of the SI units in electricity, Montclair, [2014-11-21], （原始内容存档于2009-04-29） .
  7. ^ History of the ampere, Sizes, [2014-11-21], （原始内容存档于2016-10-20） 
  8. ^ Monk, Paul MS, Physical Chemistry: Understanding our Chemical World, John Wiley & Sons, 2004, ISBN 0-471-49180-2 .
  9. ^ General Conference on Weights and Measures approves possible changes to the International System of Units, including redefinition of the kilogram. (PDF) (新闻稿). Sèvres, France: General Conference on Weights and Measures. 23 October 2011 [25 October 2011]. （原始内容存档 (PDF)于2012-02-09）. 
  10. ^ Historic Vote Ties Kilogram and Other Units to Natural Constants. NIST. 2018-11-16 [2018-11-16]. （原始内容存档于2019-05-29） （英语）. 
  11. ^ Resolutions of the CGPM - 26th meeting of the CGPM: 13-16 November 2018 (PDF). [2018-11-21]. （原始内容 (PDF)存档于2018-11-19）. 
  12. ^ 12.0 12.1 Appendix 2: Practical realization of unit definitions: Electrical quantities, SI brochure, BIPM, [2014-11-21], （原始内容存档于2009-06-28） .
  13. ^ 存档副本. [2022-04-04]. （原始内容存档于2021-05-14）. 
  14. ^ 物理.高中二年级上册.上海科技出版社

外部链接

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