アンペア[注1 ](記号:A)[ 4 ]は、しばしばamp [ 5 ]と略されるが、国際単位系(SI)における電流の単位である。1アンペアは、1秒間に1クーロン(C)の電流が1点を通過することに等しい。 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]この単位は、デンマークの物理学者ハンス・クリスチャン・エルステッドとともに電磁気学の父とみなされているフランスの数学者で物理学者のアンドレ=マリー・アンペール(1775~1836)にちなんで名付けられた。
2019年のSI単位系の改訂以降、アンペアは素電荷eをちょうど1.602 176 634 × 10 −19 C、[ 6 ] [ 9 ]これは、アンペアが次の電気電流に相当することを意味します。10 19基本的な電荷が移動します1.602 176 634秒、または約1秒間に移動する素電荷は6.241 509 074 × 10 18 個です。再定義以前は、アンペアは 1メートル離れた 2 本の平行な導線を流れる電流で、磁力を発生させるものとして定義されていました。2 × 10⁻⁷ニュートン/メートル。
以前のCGSシステムには2つの電流の単位があり、1つはSIと同様の構造で、もう1つはクーロンの法則を基本関係として使用し、2つの帯電した金属板間の力を測定することによってCGSの電荷の単位が定義されています。CGSの電流の単位は、1秒あたり1単位の電荷として定義されます。[ 10 ]
アンペアは、電磁気学を研究し、電気力学の基礎を築いたフランスの物理学者・数学者アンドレ=マリー・アンペール(1775年~1836年)にちなんで名付けられました。アンペールの現代電気科学の創設への貢献を称え、1881年の国際電気博覧会で署名された国際条約により、アンペアは電流の標準電気測定単位として確立されました。
アンペアはもともと、センチメートル・グラム・秒単位系における電流の単位の10分の1として定義されていました。現在アバンペアとして知られるその単位は、1センチメートル離れた2本のワイヤ間で、長さ1センチメートルあたり2ダインの力を発生させる電流の量として定義されていました。[ 11 ]この単位の大きさは、 MKSAシステムでそこから派生する単位が扱いやすい大きさになるように選択されました。
「国際アンペア」は、電流が堆積する量として定義されるアンペアの初期の実現例である。 硝酸銀溶液から毎秒0.001 118グラムの銀が流れている。後に、より正確な測定により、この電流は0.999 85 A . [ 12 ]
電力は電流と電圧の積として定義されるため、アンペアはI = P / Vの関係式を用いて他の単位で表すことができ、1 A = 1 W/Vとなります。電流は、電圧、電流、抵抗を測定できる装置であるマルチメーター で測定できます。
2019年まで、SI単位系ではアンペアを次のように定義していた。
アンペアとは、無限の長さで断面が無視できるほど小さい2本の直線状の平行導体を真空中で1メートル離して置いた場合に、これらの導体間に次の力を生み出す一定電流のことである。 長さ1メートルあたり2 × 10⁻⁷ニュートン。[ 13 ]: 113 [ 14 ]
アンペールの法則[ 15 ] [ 16 ]によれば、電流が流れる2本の平行な導線の間には引力または斥力が働く。この力はアンペアの正式な定義に用いられ、真空の透磁率(磁気定数μ₀)は正確に4π×10⁻⁷ヘンリー/メートル(H/m、N/A²に相当)となる。電荷のSI単位で ある クーロンは、「 1アンペアの電流によって1秒間に運ばれる電気量」と定義された。[ 13 ]: 144一般に、電荷Qは定常電流Iが時間tの間流れることでQ = Itとして決定される。
アンペアのこの定義は、キブル天秤を使用して最も正確に実現されましたが、実際には、起電力と抵抗の単位であるボルトとオームからオームの法則によって単位が維持されました。後者の2つは、それぞれジョセフソン効果と量子ホール効果という、比較的再現しやすい物理現象と結び付けることができるためです。[ 17 ]
アンペアの実現を確立する技術には、およそ10⁷分の 数という相対的な不確かさがあり、ワット、オーム、ボルトの実現が含まれていました。[ 17 ]
2019年のSI改訂では、素電荷eの固定数値を次のように定義した。1.602 176 634 × 10 −19は、単位 C で表すと A⋅s に等しく、ここで 2 は、セシウム-133 原子の摂動のない基底状態の超微細遷移周波数∆ ν Csで定義されます。[ 18 ]
電荷のSI単位であるクーロンは、「1アンペアの電流が1秒間に運ぶ電気の量」である。[ 19 ]逆に、1アンペアの電流は1クーロンの電荷(約1000 Å)である。毎秒6.241 509 × 10 18 個の素電荷が特定の地点を通過する、または同等に毎秒 10 19 個の素電荷が通過する。1.602 176 634秒:
2 番目はセシウム 133 の超微細遷移周波数∆ ν Csで定義され、アンペアはeと∆ ν Csで表すことができる。[ 20 ]定常電流、瞬間電流、平均電流はアンペアで表され(「充電電流は 1.2 A です」のように)、一定期間に蓄積された(または回路を通過した)電荷はクーロンで表されます(「バッテリーの充電量は30 000 C ")。アンペア (A = C/s) とクーロン (C) の関係は、ワット(W = J/s) とジュール (J)の関係と同じです。
国際単位系(SI)は、秒、メートル、キログラム、ケルビン、アンペア、モル、カンデラの7つのSI基本単位に基づいています。これらは、それぞれ7つの基本的な物理量、つまり「次元」(時間、長さ、質量、温度、電流、物質量、光度)を表し、他のすべてのSI単位はこれらを用いて定義されます。これらのSI派生単位には、ワット、ボルト、ルクスなどの特別な名前が付けられるか、メートル毎秒などの他の単位で定義されます。アンペアから派生した特別な名前を持つ単位は次のとおりです。
電気工学や電気機器の分野で頻繁に使用されるSI単位の中には、アンペアとは独立して定義されているものもあり、特にヘルツ、ジュール、ワット、カンデラ、ルーメン、ルクスなどが挙げられます。
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