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安培

國際單位制中計算電流強度的單位
提示：此條目頁的主題不是安倍。
關於法國物理學家，請見「安德烈-馬里·安培」。

安培（英語：ampere，法語：ampère）簡稱安（amp），是電流強度的單位，國際單位制七個基本單位之一[注 1]，符號 A[1][2][3]。安培是以法國數學家和物理學家安德烈-馬里·安培命名的，為了紀念他在經典電磁學方面的貢獻。

安培（ampere）
轉鐵電流表示範模型。隨着通過線圈的電流增加，柱塞被進一步拉入線圈，指針向右偏轉
單位資訊
單位制國際單位制
物理量名稱電流
符號A 
得名安德烈-馬里·安培
正式定義
定義當基本電荷 e 以單位庫侖（C，即 A·s）表示時，將其固定數值取為 1.602176634×10−19 來定義安培，其中秒用 ΔνCs 定義
由於載流導線的電流所產生的磁場，導線旁的磁針會偏轉方向。應用這現象，檢流計可以用來測量電流。

實際情況中，安培是對單位時間內通過導體橫截面的電荷量的度量。1秒內通過橫截面的電荷量為 1庫侖（6.241×1018個電子的電荷量）時，電流強度為 1安培[4]。1安培也相當於 1伏特電壓施加在 1歐姆阻抗時，所通過的電流量（電流強度）。

比一安培小的電流可以用毫安、微安等單位表示。

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

定義

 
重新定義後的國際單位制：基本單位的定義僅依賴於數值確定的物理常數和由同一組常數定義的其他基本單位。

2018年11月16日，第26屆國際計量大會決定，重新定義安培為：

其中 ΔνCs 是指銫133原子基態的兩個超精細能階之間的躍遷輻射頻率。新定義使用基本電荷 e 重新定義安培，這樣的條件可以在實驗室中重現，同時較簡單易明，於2019年5月20日生效（2019年國際單位制基本單位重新定義）。

歷史

安培最初是被定義為厘米-克-秒制中電流單位絕對安培的十分之一[6]。如此確定它的大小是為了保證從國際單位制中的其他單位推導安培得到的值比較合適。

「國際安培」是一個較早的電流單位，定義為使硝酸銀溶液中每秒析出 0.001118000克銀的電流[7]。之後，更精確地測量發現，這一電流是 0.99985 A。

1948年第九屆國際計量大會決定定義安培為：

2005年，國際計量委員會同意研究將元電荷電荷量用於安培定義的可能。新的定義在2014年的第25屆國際度量衡委員會上被討論，於2019年5月20日生效。[9][10]

2018年第二十六屆國際計量大會通過給予元電荷確定的電荷量，確定了安培的新定義。自2019年5月20日起，元電荷的電荷量被確定為   ，而  。由此，1 安培所代表的電流強度大小由元電荷電荷量和秒確定。[11]

應用

安培這一單位與瓦特秤和歐姆定律中的單位伏特、歐姆相聯繫。而在約瑟夫森效應和量子霍爾效應中也都各自有所應用。[12]

現在，建立一安培的技術已經能夠達到10-7的逼近誤差。[12]

例子

  • 計算器工作電流 1×10-4A[注 2]
  • 手機充電電流 0.5-2A （快充可到 5A以上)[13]
  • 閃電約 1×104A[14]
  • 住宅配電箱約 60A
  • 住宅斷路器，常見的有 10/20A
  • 塑殼斷路器（MCCB），常見 200-800A
  • 空氣斷路器（ACB），用於低壓電（380V），常見 1600/2500/4000A
  • 用於配電的 1650kVA三相變壓器，低壓線圈（380V）最大輸出 2500A

參見

註釋

  1. ^ 另外六個是米、開爾文、秒、摩爾、坎德拉和千克
  2. ^ 以CASIO fx-82ES 1.5V 0.0002W計

參考資料

  1. ^ 張三慧. 大学物理学·电磁学. 北京: 清華大學出版社. 1999: 143. ISBN 9787302038191. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.1. Unit of electric current (ampere), SI brochure 8th, BIPM, [19 November 2011], （原始內容存檔於2012-02-03） 
  3. ^ Base unit definitions: Ampere （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）. 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). 中國計量科學研究院. [2019-02-03]. （原始內容 (PDF)存檔於2019-02-04）. 
  6. ^ Kowalski, L, A short history of the SI units in electricity, Montclair, [2014-11-21], （原始內容存檔於2009-04-29） .
  7. ^ History of the ampere, Sizes, [2014-11-21], （原始內容存檔於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) (新聞稿). Sèvres, France: General Conference on Weights and Measures. 23 October 2011 [25 October 2011]. （原始內容存檔 (PDF)於2012-02-09）. 
  10. ^ Historic Vote Ties Kilogram and Other Units to Natural Constants. NIST. 2018-11-16 [2018-11-16]. （原始內容存檔於2019-05-29） （英語）. 
  11. ^ Resolutions of the CGPM - 26th meeting of the CGPM: 13-16 November 2018 (PDF). [2018-11-21]. （原始內容 (PDF)存檔於2018-11-19）. 
  12. ^ 12.0 12.1 Appendix 2: Practical realization of unit definitions: Electrical quantities, SI brochure, BIPM, [2014-11-21], （原始內容存檔於2009-06-28） .
  13. ^ 存档副本. [2022-04-04]. （原始內容存檔於2021-05-14）. 
  14. ^ 物理.高中二年級上冊.上海科技出版社

外部連結

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