Сила ампера измеряется: Единицы измерения Силы Ампера и… — Учеба и наука – Закон Ампера: определение, формула, простое объяснение

Ампер — Википедия

Ампе́р (русское обозначение: А; международное: A) — единица измерения силы электрического тока в Международной системе единиц (СИ), одна из семи основных единиц СИ. В амперах измеряется также магнитодвижущая сила и разность магнитных потенциалов (устаревшее наименование — ампер-виток)[1]. Кроме того, ампер является единицей силы тока и относится к числу основных единиц в системе единиц МКСА.

Определение

Современное определение ампера было предложено Международным комитетом мер и весов в 1946 году и принято IX Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) в 1948 году[2][3].

Ампер — сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2·10−7ньютона.

Иллюстрация к определению ампера.

Из определения ампера следует, что магнитная постоянная μ0{\displaystyle \mu _{0}} равна 4π×10−7{\displaystyle 4\pi \times 10^{-7}} Гн/ м или, что то же самое, 4π×10−7{\displaystyle 4\pi \times 10^{-7}} Н/А² точно. Это утверждение становится понятным, если учесть, что сила взаимодействия двух расположенных на расстоянии d{\displaystyle d} друг от друга бесконечных параллельных проводников, по которым текут токи I1{\displaystyle I_{1}} и I2{\displaystyle I_{2}}, приходящаяся на единицу длины, выражается соотношением:

F=μ04π2I1I2d.{\displaystyle F={\frac {\mu _{0}}{4\pi }}{\frac {2I_{1}I_{2}}{d}}.}

Магнитодвижущая сила 1 ампер (ампер-виток) — это такая магнитодвижущая сила, которую создает замкнутый контур, по которому протекает ток, равный 1 амперу.

История и перспективы

Единица измерения, принятая на 1-м Международном конгрессе электриков[4] (1881 г., Париж), названа в честь французского физика Андре Ампера. Она была первоначально определена как одна десятая единицы тока системы СГСМ (эта единица, известная в настоящее время как абампер или био, определяла ток, создающий силу в 2 дины на сантиметр длины между двумя тонкими проводниками на расстоянии в 1 см).

В 2011 г. XXIV ГКМВ приняла резолюцию[5], в которой предложено в будущей ревизии Международной системы единиц (СИ) продолжить переопределение основных единиц таким образом, чтобы они были основаны не на созданных человеком артефактах, а на фундаментальных физических постоянных или свойствах атомов.

В частности, предполагается, что СИ станет системой единиц, в которой элементарный электрический заряд e равен 1,602 17X·10−19 Кл точно[6]. Результатом этого явится отмена ныне действующего определения ампера и принятие нового. Величина ампера будет установлена в соответствии с новым точным значением элементарного электрического заряда, выраженным в c·А. В связи с этим в резолюции XXIV ГКМВ по поводу ампера сформулировано следующее положение[5]:

Ампер останется единицей силы электрического тока, но его величина будет устанавливаться фиксацией численного значения элементарного электрического заряда равным в точности 1,602 17X·10−19, когда он выражен единицей СИ c·А, что эквивалентно Кл.

XXV ГКМВ, состоявшаяся в 2014 году, приняла решение продолжить работу по подготовке новой ревизии СИ, включающей переопределение ампера, и наметила закончить эту работу к 2018 году с тем, чтобы заменить существующую СИ обновлённым вариантом на XXVI ГКМВ в том же году

[7].

Кратные и дольные единицы

В соответствии с полным официальным описанием СИ, содержащемся в действующей редакции Брошюры СИ (фр. Brochure SI, англ. The SI Brochure), опубликованной Международным бюро мер и весов (МБМВ), десятичные кратные и дольные единицы ампера образуются с помощью стандартных приставок СИ[2]. «Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации», принятое Правительством Российской Федерации, предусматривает использование в России тех же приставок[8].

Кратные Дольные
величина название обозначение величина название обозначение
101 А декаампер даА daA 10−1 А дециампер дА dA
102 А гектоампер гА hA 10−2 А сантиампер сА cA
103 А килоампер кА kA 10−3 А миллиампер мА mA
106 А мегаампер МА MA 10−6 А микроампер мкА µA
109 А гигаампер ГА GA 10−9 А наноампер нА nA
1012 А тераампер ТА TA 10−12 А пикоампер пА pA
1015 А петаампер
ПА
PA 10−15 А фемтоампер фА fA
1018 А эксаампер ЭА EA 10−18 А аттоампер аА aA
1021 А зеттаампер ЗА ZA 10−21 А зептоампер зА zA
1024 А иоттаампер ИА YA 10−24 А иоктоампер иА yA
     применять не рекомендуется

Связь с другими единицами СИ

Если сила тока в проводнике равна 1 амперу, то за одну секунду через поперечное сечение проходит заряд, равный 1 кулону.

Если конденсатор ёмкостью в 1 фарад заряжать током 1 ампер, то напряжение на обкладках будет возрастать на 1 вольт каждую секунду.

См. также

Примечания

Литература

  • Краткий словарь физических терминов / Сост. А. И. Болсун, рец. М. А. Ельяшевич. — Мн.: Вышэйшая школа, 1979. — С. 23-24. — 416 с. — 30 000 экз.

А не в амперах ли измеряется сила тока?

В них, родимых

8 класс… 🙂 Мой брат такой же вопрос задал недавно… 🙂 Конечно в Амперах… 😉

— В чем измеряется сила тока? <br>- В километрах. <br>-???<br>- Ну так провода же тянутся, тянутся <br><br>

Как ты догадался?

Именно в них, как не странно

Как раз в них самых!

А также на остальные вопросы.. . Всё, что нас окружает, называется… (природа) Как называются явления, при которых одни вещества превращаются в другие… (химические) Наибольшая величина, которую можно измерить любым прибором, называется… (пределом измерения) Какой буквой обозначается объём? (V) Сохраняет ли форму твёрдое тело? (да) Сохраняет ли объём газ? (нет) В чём измеряется масса? (кг) Какой буквой обозначается температура? (t&#186;C) Вода — это простое вещество или сложное? (сложное) Какую часть воздуха составляет кислород? (1/15) Как называется прибор для измерения силы? (динамометр) В чём измеряется плотность вещества? (кг/м3) как называется вещество, составляющее большую часть массы человека? (вода) Какая физическая величина характеризует действие одного тела на другое? (сила) Чем объясняются приливы и отливы на Земле? (происходят из-за притяжения гидросферы Земли к Луне) Как называется сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого тела, или когда тело стремятся сдвинуть с места? (сила трения) В чём измеряется давление? (в паскалях) Давление в жидкостях и газах передаётся по всем направлениям одинаково. Чей это закон? (закон Паскаля) От чего зависит выталкивающая сила? (от объёма погружённой в жидкость части тела, плотности жидкости) как называют линию, вдоль которой происходит движение? (траектория) Как называется явление, когда вещества смешиваются сами собой? (диффузия) Дует ветер, идёт дождь, кипит вода – все эти изменения называются… (явления природы) Перечислите научные методы, которые использует человек, изучая природу? (наблюдение, опыт, теория) каким прибором измеряется объём жидких тел? (мензурка) Сохраняет ли форму жидкое тело? (нет) Каким прибором измеряют массу? (весами) Самый распространённый химический элемент в природе? (водород) какой буквой обозначается плотность? (&#961;) В чём измеряется температура? (&#186;C) Чем векторы сил отличаются друг от друга? (модулем, направлением, точкой приложения) Как по-другому называется изменение размеров тела или его объёма? (деформацией) При каком условии тело покоится или движется равномерно прямолинейно? (если на тело действуют равные по величине, но противоположные по направлению силы) Какой буквой обозначается давление? (Р) От каких физических величин зависит давление на глубине в жидкости? (от плотности жидкости и от глубины погружения в жидкость) При каком условии тело будет плавать? (при равенстве силы тяжести и архимедовой силы) Изменение положения тела за некоторое время относительно других тел называют… (механическим движением) Какая физическая величина показывает, какой путь проходит движущееся тело за единицу времени? (скорость) Как называется явление отражения звука? (Эхо) Разноимённые полюса магнитов притягиваются или отталкиваются? (притягиваются) Как называется прибор для обнаружения электрического заряда? (электроскоп) Из чего состоят физические тела? (из атомов и молекул) Все окружающие нас тела, а также растения и животные называются… (физическими телами) Сгорание дерева, скисание молока, гашение соды уксусом- всё это… (химические явления) Чёрточки и цифры на шкале прибору называются… (шкалой) Каким прибором измеряется объём твёрдых тел? (линейкой) Сохраняет ли форму газ? (нет) Сохраняет ли объём жидкость? (да) Какой буквой обозначается масса? (m) Каким прибором измеряется температура? (термометром) Натрий- это простое или сложное вещество? (простое) Из чего состоит ядро атома? (из протонов и нейтронов) По какой формуле рассчитывается плотность? (&#961;=m/V) Как называется сила с которой Земля притягивает к себе другие тела? (сила тяготения) По какой формуле рассчитывается давление? (p=F/S) Почему тела в жидкости легче? (действует выталкивающая сила) При каком условии тело тонет? (сила тяжести больше силы Архимеда) Какой буквой обозначается скорость? (&#965;)

Можно и в Амперах, миллиамперах, микроамперах, килоамперах и (о боги!) в мегаамперах (страшное должно быть зрелище!!!)<br>Хочешь повыпендриваться — измеряй в Кулонах в секунду — это то же самое…<br>А = Кл/с = В*Ом = В*См (См — Сименс; В — Вольт)…<br>А вообще, измеряй в чём хочешь — току по фигу!

А можно в ньтонах на метр. 1 ампер это такой ток, который протекая по двум проводам бесконечной длины, находящимся в вакууме, вызывает их притягивание или отталкивание с силой 1 ньютон на 1 метр длины. Но а амперах проще.

комиксы, гиф анимация, видео, лучший интеллектуальный юмор.

Онищенко призвал не спешить с запретом гомеопатии

По словам экс-главы Роспотребнадзора, медицина — это не только наука, но и искусство, поэтому в ней не все имеет научные обоснования

Бывший главный санитарный врач России, первый заместитель председателя комитета Госдумы по образованию Геннадий Онищенко напомнил, что в медицине много необъяснимого, и призвал не «махать шашкой» и провести научные исследования действия гомеопатических лекарств с помощью новейших возможностей науки.

Ранее комиссия Российской Академии наук по борьбе с лженаукой и фальсификацией научных исследований пришла к выводу, что лечение сверхмалыми дозами различных веществ, применяемое в гомеопатии, не имеет научных оснований.

«Как, например, с точки зрения науки оценить такой фактор, как вера в врача? Вы можете объяснить? В чем измерить — в вольтах, в амперах? А это сегодня очень мощный фактор, который играет огромную роль. Вера во врача, в его способности может дать положительный эффект, когда организм найдет силы в себе и преодолеет болезнь, даже если этого больного при этом кормить плацебо, плацебо — это пустышка, гипс. Это наука или что это? Поэтому здесь надо внимательно разбираться, самое главное не махать шашкой», — сказал Онищенко «Интерфаксу» в понедельник.

При этом он назвал полезным для научного сообщества заключение РАН о гомеопатии. «Это рекомендация правильная, полезная с позиции объективной науки. Но надо не забывать, что медицина — это еще и искусство, многие тысячелетия, века она основывалась, в том числе и на эмпирическом опыте, на наблюдениях, которые давали тот или иной эффект», — сказал он.

При этом он отметил, что не нашел в решении Комиссии РАН данных, что конкретные гомеопатические средства наносят ущерб здоровью. Единственный аргумент в решении комиссии пользу вреда гомеопатии, по его словам, заключается в том, что она стоит на пути между больным и официальной медициной, и из-за этого теряется время для помощи больному. «Этот аргумент исправим. Этот фактор, если он присутствует, он не требует научных разработок, это логический вывод. У нас много людей, зная, что они больны, вообще ничего не делают, к врачам не ходят», — сказал Онищенко.

Он полагает, что сейчас исследователи могли бы вернуться к изучению гомеопатических средств, которые сегодня применяются, и попытаться еще раз объяснить их эффективность или неэффективность с использованием современных исследовательских возможностей.

«Я не думаю, что наша комиссия (РАН), которая рассматривала эти вопросы, проводила какие-то эксперименты. Она пользовалась научной логикой, теми данными, которые опубликованы», — сказал он.

В целом он отметил, что исследование, проведенное РАН, является очень полезным и нужным. «Самое главное — нужно с умом этим распорядиться, но отбрасывать или немедленно исполнять это решение не нужно, тем более, что там так и написано — «рекомендует». Это полезная и уместная рекомендация, требующая тщательного и серьезного рассмотрения», — сказал Онищенко.

В свою очередь, член комитета Госдумы по охране здоровья Николай Герасименко назвал спорным утверждение комиссии РАН о лженаучности гомеопатии, но отметил, что не знаком подробно с решением комиссии.


В чем измеряется сила ампера в физике

Ампе́р (русское обозначение: А; международное: A) — единица измерения силы электрического тока в Международной системе единиц (СИ), одна из семи основных единиц СИ. В амперах измеряется также магнитодвижущая сила и разность магнитных потенциалов (устаревшее наименование — ампер-виток) [1] . Кроме того, ампер является единицей силы тока и относится к числу основных единиц в системе единиц МКСА.

Содержание

Определение [ править | править код ]

16 ноября 2018 года на XXVI Генеральной конференции мер и весов было принято определение ампера, основанное на использовании численного значения элементарного электрического заряда. Формулировка, вступившая в силу 20 мая 2019 года, гласит [2] :

Ампер, символ А, есть единица электрического тока в СИ. Она определена путём фиксации численного значения элементарного заряда равным 1,602 176 634⋅10 −19 , когда он выражен единицей Кл, которая равна А·с, где секунда определена через Δ ν C s <displaystyle Delta
u _<mathrm >> [3] .

История [ править | править код ]

Происхождение [ править | править код ]

Единица измерения, принятая на 1-м Международном конгрессе электриков [4] (1881 г., Париж), названа в честь французского физика Андре Ампера. Она была первоначально определена как одна десятая единицы тока системы СГСМ (эта единица, известная в настоящее время как абампер или био, определяла ток, создающий силу в 2 дины на сантиметр длины между двумя тонкими проводниками на расстоянии в 1 см ).

Международный ампер [ править | править код ]

В 1893 году было принято определение единицы измерения силы тока как тока, необходимого для электрохимического осаждения 1,118 миллиграммов серебра в секунду из раствора нитрата серебра. Предполагалось, что величина единицы при этом не изменится, однако оказалось, что она изменилась на 0,015%. Эта единица стала известна как международный ампер.

Определение 1948 года [ править | править код ]

Ампер — сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2⋅10 −7 ньютона .

Таким образом, фактически было возвращено изначальное определение.

Из определения ампера следует, что магнитная постоянная μ 0 <displaystyle mu _<0>> равна 4 π × 10 − 7 <displaystyle 4pi imes 10^<-7>> Гн/ м или, что то же самое, 4 π × 10 − 7 <displaystyle 4pi imes 10^<-7>> Н/А² точно. Это утверждение становится понятным, если учесть, что сила взаимодействия двух расположенных на расстоянии d <displaystyle d> друг от друга бесконечных параллельных проводников, по которым текут токи I 1 <displaystyle I_<1>> и I 2 <displaystyle I_<2>> , приходящаяся на единицу длины, выражается соотношением:

F = μ 0 4 π 2 I 1 I 2 d . <displaystyle F=<frac <mu _<0>><4pi >><frac <2I_<1>I_<2>>>.>

Магнитодвижущая сила 1 ампер (ампер-виток) — это такая магнитодвижущая сила, которую создаёт замкнутый контур, по которому протекает ток, равный 1 амперу .

Определение 2018 года [ править | править код ]

В 2018 году было принято и на следующий год вступило в силу нынешнее определение ампера. Величина ампера не изменилась при смене определения. Однако изменения определения привело к тому, что указанное выше выражение для магнитной постоянной перестало быть точным, а стало выполняться лишь численно (но с огромной точностью).

Кратные и дольные единицы [ править | править код ]

В соответствии с полным официальным описанием СИ, содержащемся в действующей редакции Брошюры СИ (фр. Brochure SI , англ. The SI Brochure ), опубликованной Международным бюро мер и весов (МБМВ), десятичные кратные и дольные единицы ампера образуются с помощью стандартных приставок СИ [5] . «Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации», принятое Правительством Российской Федерации, предусматривает использование в России тех же приставок [7] .

Кратные Дольные
величина название обозначение величина название обозначение
10 1 А декаампер даА daA 10 −1 А дециампер дА dA
10 2 А гектоампер гА hA 10 −2 А сантиампер сА cA
10 3 А килоампер кА kA 10 −3 А миллиампер мА mA
10 6 А мегаампер МА MA 10 −6 А микроампер мкА µA
10 9 А гигаампер ГА GA 10 −9 А наноампер нА nA
10 12 А тераампер ТА TA 10 −12 А пикоампер пА pA
10 15 А петаампер ПА PA 10 −15 А фемтоампер фА fA
10 18 А эксаампер ЭА EA 10 −18 А аттоампер аА aA
10 21 А зеттаампер ЗА ZA 10 −21 А зептоампер зА zA
10 24 А иоттаампер ИА YA 10 −24 А иоктоампер иА yA
применять не рекомендуется

Связь с другими единицами СИ [ править | править код ]

Если сила тока в проводнике равна 1 амперу, то за одну секунду через поперечное сечение проходит заряд, равный 1 кулону [8] .

Если конденсатор ёмкостью в 1 фарад заряжать током 1 ампер, то напряжение на обкладках будет возрастать на 1 вольт каждую секунду.

Мы уже ввели логику того, что на движущийся в магнитном поле заряд действует сила. И опять нами была введена эта сила — сила Лоренца. Но сила Лоренца — сила, действующая на единичный заряд (т.е. одинокое тело), а если таких тел много? Например, если в магнитное поле помещён проводник с током. Ток — это упорядоченное движение заряженных частиц, тогда, если поместить проводник с током в магнитное поле, на каждый из зарядов будет действовать сила Лоренца (рис. 1).

Рис. 1. Суммарная сила Лоренца

Если просуммировать все эти силы, мы получим общую силу, действующую на проводник с током. Назовём эту силу — силой Ампера. Ток в проводнике организуется электронами (одинаковыми зарядами), и будем считать, что скорость продольного движения у них всех одинакова. Тогда суммарную силу Лоренца запишем как:

  • — суммарная сила Лоренца,
  • — количество зарядов в проводнике,
  • — заряд носителя,
  • — скорость движения носителя,
  • — магнитная индукция поля,
  • — синус угла между скоростью и вектором магнитной индукции.

Подставим (2) в (1):

Пусть длина проводника — , считая, что электроны движутся равномерно, то , тогда:

  • — сила Ампера,
  • — сила тока в проводнике,
  • — магнитная индукция,
  • — длина проводника в поле,
  • — синус угла между направлением тока и направлением вектора магнитной индукции.

Сила (4) и является силой Ампера. Для определения направления силы Ампера пользуются правилом левой руки для силы Ампера: ориентируем левую руку так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, четыре пальца по току, тогда противопоставленный палец показывает направление силы Ампера.

В ряде задач не лишним будет использование соотношение для момента силы Ампера. Такие задачи чаще всего связаны с контуром (замкнутой кривой), помещённой в магнитное поле. Моментом сил называется произведение силы на плечо силы, тогда:

  • — момент силы Ампера,
  • — ток в проводнике,
  • — магнитная индукция,
  • — площадь контура,
  • — синус угла между направлением силы тока и вектором магнитной индукции.

Вывод: в задачах сила Ампера вводится в очень ограниченной системе. Проводник с током должен быть помещён в магнитное поле. Только тогда и возникает эта сила (4). Ещё использование сопряжено со втором законом Ньютона и дальнейшими кинематическими характеристиками движения.

Определение силы тока

Силой тока — это физическая величина, равная электрическому заряду q, проходящему через поперечное сечение проводника за единицу времени:

где I сила тока, t — время (в системе СИ единицей времени является секунда).

За единицу измерения силы тока в международной системе единиц СИ принят ампер, получивший свое название в честь французского физика Андре-Мари Ампера (1775-1836 г.г.), который впервые сформулировал понятие силы тока. Сокращенное обозначение единицы пишется с заглавной буквы А.

Рис. 1. Портрет Андре-Мари Ампера

При силе тока в 1 А через поперечное сечение проводника за 1 с проходит электрический заряд величиной 1 К (кулон).

Протекание электрического тока проявляется различных химических реакциях (в электролитах), в свечении или нагревании вещества, а также в магнитном взаимодействии проводников. Оказалось, что из всех известных проявлений тока только магнитное взаимодействие воспроизводится вместе с электрическим током всегда, при любых условиях, в любых средах и в вакууме.

По этой причине магнитное взаимодействие проводника с током было выбрано в системе СИ для определения силы тока ампера (А).

В системе СИ ампер является одной из семи основных единиц для физических величин, пользуясь которыми можно выразить все остальные единицы. Кроме ампера — это метр (м), килограмм (кг), секунда (с), моль (моль), температура (кельвин, К). Например, сила измеряется в ньютонах (Н), который равен:

Определение единицы силы тока

Напомним, что при прохождении тока по двум параллельным проводникам в одном направлении проводники притягиваются, а при прохождении тока в противоположных направлениях — отталкиваются. Этот эффект обнаружил Ампер и назвал его электромагнитным взаимодействием.

Рис. 2. Схема опыта Ампера для взаимодействия двух параллельных токов

Действующее на сегодняшний день определение единицы силы тока было сформулировано и принято в 1948 г.:

Ампер — сила постоянного тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника 1 метр силу взаимодействия, равную 2*10 -7 Н (ньютона).

Дополнительные единицы

На практике для удобства записи, для очень маленьких или очень больших токов, часто применяют кратные и дольные единицы от основной. Напомним, что кратными называют единицы намного больше основной, а дольными — намного меньше основной:

  • Наноампер — 1 нА = 0,000000001=1,0*10 -9 А;
  • Микроампер — 1 мкА = 0,000001 А;
  • Миллиампер — 1 мА = 0,001 А;
  • Килоампер — 1 кА = 1000 А;
  • Мегаампер — 1МА = 1000000 А= 1,0*10 6 А.

Международное бюро мер и весов (находится в г. Севр, Франция), которое отвечает за обеспечение существования системы СИ, в 2019 г. планирует введение некоторых изменений в определениях основных единиц. Изменения будут внесены в определения кельвина, килограмма, моля и ампера. Эта реформа не повлияет на жизнь большинства людей. Необходимость этого мероприятия вызвана требованиями повышения точности в научных экспериментах и приборостроении. На основании опубликованных документов будут разработаны и утверждены государственные стандарты в странах, использующих систему СИ. На следующем этапе будут внесены корректировки в школьных и вузовских учебниках физики. Пока действующим является определение ампера, утвержденное в 1948 году.

Рис. 3. Примеры амперметров

Измерение тока в электрических цепях производится с помощью амперметров. Для калибровки шкал этих приборов (стрелочных и цифровых) очень важное значение имеет универсальность и точность самой единицы измерения — ампера.

Что мы узнали?

Итак, мы узнали что такое сила электрического тока, и как она связана с величиной электрического заряда. Единица измерения силы тока — ампер. Определение единицы измерения силы тока основано на силовом магнитном взаимодействии проводников, по которым течет ток. Дополнительно, когда величины токов много больше или, наоборот, много меньше 1 ампера, допускается использование дольных и кратных единиц: наноампер, микроампер, килоампер, мегаампер и др.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о