Ampeeri

Wikipediasta
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
Yleismittariavoidaan käyttää sähkövirran mittaukseen.

Ampeeri(yksikön tunnusA[1][2][3]) onSI-järjestelmänmukainenyksikkösähkövirralle,joka on yksiperussuureista.[4]Nykyisin ampeeri on määritelty antamallaalkeisvarauksellekiinteä lukuarvo 1,602 176 634 · 10-19kun varauksen yksikkönä oncoulombieli ampeerisekunti. Sekunti vuorostaan on määriteltycesiuminerään taajuuden (cesium-133-atomin häiriintymättömän perustilan ylihienorakenteen kahdenenergiatasonvälistä siirtymää vastaavan säteilyn taajuuden,ΔtCs) avulla.[5]

Yksikön historiaa

[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]
André-Marie Ampèren muotokuva (1891).

Ampeeri esiteltiin sähkövirran yksiköksi kansainvälisessä tapaamisessaInternational Electrical Congressvuonna1893.Sitä kutsuttiin tämän jälkeen "kansainväliseksi sähkövirraksi" (engl.international current).[6]Vuoden 1908 kansainvälisessä konferenssissa määritelmä myös vahvistettiin.[7][8]

Ampeerin oli tarkoitus olla kymmenesosacgs-järjestelmänsähkömagneettisesta virtayksiköstä.Sähkömagneettinen virtayksikkö oli virta, joka kulkiessaan kahdessa yhdensuuntaisessa, 1 cm:n päässä toisistaan olevassa johtimessa aiheutti näiden johtimien välille kahdendynenvoiman senttimetriä kohti. Mittausteknisistä syistä ampeerille kuitenkin vahvistettiinelektrolyysiinperustuva virallinen määritelmä. Sen mukaan yhden ampeerin virta vapauttihopeanitraattiliuoksestasekunnissa 1,118 mghopeaa.Myöhemmin tarkemmat mittaukset osoittivat, että näin määritelty ns.kansainvälinen ampeerioli hieman tarkoitettua pienempi; 0,099985 sähkömagneettista virtayksikköä eli 0,99985 nykyistä ampeeria.[9][1][10][11]

Vuonna 1933 kahdeksannessamitta- ja painokonferenssissa(ransk.8èmeConférence Générale des Poids et Mesures,lyhennetään CGPM) tuotiin voimakkaasti esille elektrolyysiin perustuvan määritelmän heikkoudet. Vuonna 1948 yhdeksännessä yleisessä mitta- ja painokonferenssissa vahvistettiin ampeerille vahvistettiin uusi määritelmä. Sen mukaan kahdessa, toisistaanmetrinpäässä samansuuntaisesti tyhjiössä kulkevassa äärettömän pitkässä ja ohuessa, johtimessa kulkee molemmissa yhden ampeerin tasasähkövirta, jos niiden välille syntyy 2×10-7newtoninsuuruinen voima johdinmetriä kohti.[1][7][6][10][12][13]

Asiallisesti ottaen tämä merkitsi paluuta alkuperäiseen määritelmään, joka vain muotoiltiin uudestaan käyttämättä cgs-yksiköitä apuna. Niinpä ampeerin määritelmässä ei enää esiintynyt CGS-järjestelmän voimayksikköädyne,vaan se korvattiinnewtonilla.[6][7][8]

Vuoden2007mitta- ja painokonferenssissa ehdotettiin ampeerin määrittelemistä uudelleenalkeisvarauksenavulla. Tällöin ehdotettiin määritelmää, jonka mukaan alkeisvaraus olisi ollut tarkalleen 1,60217653 × 10-19ampeerisekuntia elicoulombia.[14]Uusi määritelmä vahvistettiin kuitenkin vasta 26. yleisessä paino- ja mittakonferenssissa vuonna 2018. Se perustuu alkeisvaraukseen, jolle kiinnitettiin arvo 1,602176634 · 10−19coulombia. Koska yksi coulombi on yksikkönä sama kuin yksi ampeerisekunti (A · s), määräytyy ampeeri nyt alkeisvarauksen jasekunninmääritelmien kautta. Uusi määritelmä tuli voimaan 20. toukokuuta 2019.[5]

Ampeeri on saanut nimensäsähkömagnetisminvarhaisen tutkijanAndré-Marie Ampèrenmukaan. Yksikön tunnus kirjoitetaan siksi isolla kirjaimella, mutta yksikön nimi pienellä alkukirjaimella erotukseksi sukunimestä.

Johdannaisyksiköitä

[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]

Virrantiheyden(tunnusj) yksikkö on A/m2.[15][16]

Sähkövarauksen(tunnusQ) yksikköcoulombivoidaan ilmoittaa ampeerin ja sekunnin avulla 1 C = 1 As.[13][17]

Jännitteen(tunnusU) yksikkövolttisaadaantehonja ampeerin avulla 1 V = 1 W/A.[18][19]

Energian(tunnusE) yksikköjoulesaadaan 1 J = 1 VAs.[20]

Resistanssin(tunnusR) yksikköohmisaadaan 1 Ω = 1 V/A[21][19],kapasitanssin(tunnusC) yksikköfaradi1 F = 1 C/V[22][19]jainduktanssin(tunnusL)henrisaadaanweberinavulla 1 H = 1 Wb/A[23][19].

SI-kertoimet

[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]

Ampeeria pienempiä sähkövirran yksiköitä ovat esimerkiksi milliampeeri (1 mA = 1 tuhannesosa ampeeria) ja mikroampeeri (1 µA = 1 miljoonasosa ampeeria). Kaikki muut kerrannaiset ovat

Kerroin Nimi Tunnus Kerroin Nimi Tunnus
100 ampeeri A
101 deka-ampeeri daA 10−1 desiampeeri dA
102 hehtoampeeri hA 10−2 senttiampeeri cA
103 kiloampeeri kA 10−3 milliampeeri mA
106 mega-ampeeri MA 10−6 mikroampeeri µA
109 giga-ampeeri GA 10−9 nanoampeeri nA
1012 tera-ampeeri TA 10−12 pikoampeeri pA
1015 peta-ampeeri PA 10−15 femtoampeeri fA
1018 eksa-ampeeri EA 10−18 attoampeeri aA
1021 tsetta-ampeeri ZA 10−21 tseptoampeeri zA
1024 jotta-ampeeri YA 10−24 joktoampeeri yA

Katso myös

[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]

Lähteet

[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]
  • Simons, Lennart:Fysiikka korkeakouluja varten.Porvoo: WSOY, 1963.
  • Eskola, Sisko Maria & Ketolainen, Pasi & Stenman, Folke:Fotoni – Sähkö.(lukion fysiikan oppikirja) Helsinki: Otava, 2007.ISBN 978-951-1-20978-2
  • Suomen Standardoimisliitto:SI-opas (myös painettuna, ISBN 952-5420-93-0)(PDF)SFS-oppaat.04.11.2002. Suomen Standardoimisliitto.Arkistoitu31.8.2012. Viitattu 18.2.2013.
  • Taylor, Barry N. & Thompson, Ambler (toim.):The International System of Units (SI)(pdf)(nro 330)NIST Special Publication.2008. Washington D.C.: National Institue Of Standards And Technology. Viitattu 15.2.2013.(englanniksi)

Viitteet

[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]
  1. ↑abcSI-ohjeet suomeksi
  2. ↑Lyhenneluettelo, Kotus
  3. ↑Taylor, Barry N. & Thompson, Ambler (toim.): The International System of Units (SI), 2008, s. 23
  4. ↑Voipio, Erkki:Sähkö- ja magneettikentät,s. 3–4. (Moniste 381) Espoo: Otakustantamo, 1987.ISBN 951-672-038-2
  5. ↑abOn the revision of the international system of units, Resolution 1((Yksiköiden määritelmät kohdassa Appendix 3: The base units of the SI)) Bureau international des poids et mesures. Viitattu 20.5.2019.
  6. ↑abcCODATA: Historical context of the SI – Unit of electric current (ampere)2006. National Institute of Standards and Technology. Viitattu 25.2.2013.(englanniksi)
  7. ↑abcInternational Bureau of Weights and Measures:SI-ampeeri
  8. ↑abTaylor, Barry N. & Thompson, Ambler (toim.): The International System of Units (SI), 2008, s. 19
  9. ↑Daniel L. Lapedes:McGraw-Hill Dictionary of Physics and Mathematics,s. 496, hakusana International ampere. McGraw-Hill, 1978.ISBN 0-07-045480-9
  10. ↑abEskola & Ketolainen & Stenman: Fotoni – Sähkö, 2007, s.16-18
  11. ↑Simons, Lennart: Fysiikka korkeakouluja varten, 1963, s.179
  12. ↑Taylor, Barry N. & Thompson, Ambler (toim.): The International System of Units (SI), 2008, s. 21
  13. ↑abPaavola, Martti & Lehtinen, Pekka:Sähkötekniikan oppikirja,s. 19. WSOY, 1982.
  14. ↑Helsingin Sanomat, artikkeli Tiede ja luonto -sivuilla 20.11.2007
  15. ↑Voipio, Erkki:Sähkö- ja magneettikentät,s. 3–7. (Moniste 381) Espoo: Otakustantamo, 1987.ISBN 951-672-038-2
  16. ↑Taylor, Barry N. & Thompson, Ambler (toim.): The International System of Units (SI), 2008, s. 24
  17. ↑Voipio, Erkki:Sähkö- ja magneettikentät,s. 4–5. (Moniste 381) Espoo: Otakustantamo, 1987.ISBN 951-672-038-2
  18. ↑Voipio, Erkki:Sähkö- ja magneettikentät,s. 7–11. (Moniste 381) Espoo: Otakustantamo, 1987.ISBN 951-672-038-2
  19. ↑abcdTaylor, Barry N. & Thompson, Ambler (toim.): The International System of Units (SI), 2008, s. 53
  20. ↑Voipio, Erkki:Sähkö- ja magneettikentät,s. 17–19. (Moniste 381) Espoo: Otakustantamo, 1987.ISBN 951-672-038-2
  21. ↑Voipio, Erkki:Sähkö- ja magneettikentät,s. 11–17. (Moniste 381) Espoo: Otakustantamo, 1987.ISBN 951-672-038-2
  22. ↑Voipio, Erkki:Sähkö- ja magneettikentät,s. 52–54. (Moniste 381) Espoo: Otakustantamo, 1987.ISBN 951-672-038-2
  23. ↑Voipio, Erkki:Sähkö- ja magneettikentät,s. 159–163. (Moniste 381) Espoo: Otakustantamo, 1987.ISBN 951-672-038-2
Noudettu kohteesta”https://fi.wikipedia.org/w/index.php?title=Ampeeri&oldid=21943519”