Ampeeri

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Yleismittaria voidaan käyttää sähkövirran mittaukseen.

Ampeeri (yksikön tunnus A [1][2][3]) on SI-järjestelmän mukainen yksikkö perussuureelle sähkövirralle. Kahdessa, toisistaan metrin päässä samansuuntaisesti tyhjiössä kulkevassa äärettömän pitkässä ja ohuessa, johtimessa kulkee molemmissa yhden ampeerin tasasähkövirta, jos niiden välille syntyy 2×10-7 newtonin suuruinen voima johdinmetriä kohti.[1][4][5][6][7]

Yksikön historiaa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ampeeri esiteltiin sähkövirran yksiköksi kansainvälisessä tapaamisessa International Electrical Congress vuonna 1893. Sitä kutsuttiin tämän jälkeen "kansainväliseksi sähkövirraksi" (engl. international current).[5] Vuoden 1908 kansainvälisessä konferenssissa määritelmä myös vahvistettiin.[4][8]

Sen oli tarkoitus olla kymmenesosa cgs-järjestelmän sähkömagneettisesta virtayksiköstä. Sähkömagneettinen virtayksikkö oli virta, joka kulkiessaan kahdessa yhdensuuntaisessa, 1 cm:n päässä toisistaan olevassa johtimessa aiheutti näiden johtimien välille kahden dynen voiman senttimetriä kohti. Mittausteknisistä syistä ampeerille kuitenkin vahvistettiin elektrolyysiin perustuva virallinen määritelmä. Sen mukaan yhden ampeerin virta vapautti hopeanitraattiliuoksesta sekunnissa 1,118 mg hopeaa. Myöhemmin tarkemmat mittaukset osoittivat, että näin määritelty ns. kansainvälinen ampeeri oli hieman tarkoitettua pienempi; 0,099985 sähkömagneettista virtayksikköä eli 0,99985 nykyistä ampeeria.[9][1][6][10]

Vuoden 1933 Kansainvälinen mitta- ja painokonferenssin tapaamisella 8. Conférence Générale des Poids et Mesures (lyhennetään CGPM) tuotiin voimakkaasti esille määritelmän heikkoudet, saatiin vasta vuonna 1948 9. tapaamisella (CGPM) vahvistettua ampeerin nykyinen määritelmä (esiintyy sana "newton" voiman aiemman yksikön paikalla). Asiallisesti ottaen tämä merkitsi paluuta alkuperäiseen määritelmään, joka vain muotoiltiin uudestaan käyttämättä cgs-yksiköitä apuna.[5][4][8]

Vuoden 2007 mitta- ja painokonferenssissa ehdotettiin ampeerin määrittelemistä uudelleen alkeisvarauksen avulla. Uuden määritelmän mukaan alkeisvaraus olisi tarkalleen 1,60217653 × 10-19 ampeerisekuntia eli coulombia. [11]

Sähkövirran yksikkö on nimetty sähkömagnetismin keksijän André-Marie Ampèren mukaan. Yksikön tunnus kirjoitetaan siksi isolla kirjaimella, mutta yksikön nimi pienellä alkukirjaimella erotukseksi sukunimestä.

Johdannaisyksiköitä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Virrantiheyden (tunnus j) yksikkö on A/m2.[12]

Sähkövarauksen (tunnus Q) yksikkö coulombi voidaan ilmoittaa ampeerin ja sekunnin avulla 1 C = 1 As.

Jännitteen (tunnus U) yksikkö voltti saadaan tehon ja ampeerin avulla 1 V = 1 W/A.[13]

Energian (tunnus E) yksikkö joule saadaan 1 J = 1 VAs.

Resistanssin (tunnus R) yksikkö ohmi saadaan 1 Ω = 1 V/A, [13] kapasitanssin (tunnus C) yksikkö faradi 1 F = 1 C/V [13] ja induktanssin (tunnus L) henri saadaan weberin avulla 1 H = 1 Wb/A.[13]

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 dekaampeeri daA 10–1 desiampeeri dA
102 hehtoampeeri hA 10–2 senttiampeeri cA
103 kiloampeeri kA 10–3 milliampeeri mA
106 megaampeeri MA 10–6 mikroampeeri µA
109 gigaampeeri GA 10–9 nanoampeeri nA
1012 teraampeeri TA 10–12 pikoampeeri pA
1015 petaampeeri PA 10–15 femtoampeeri fA
1018 eksaampeeri EA 10–18 attoampeeri aA
1021 tsettaampeeri ZA 10–21 tseptoampeeri zA
1024 jottaampeeri 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.
  • 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. a b c SI-ohjeet suomeksi
  2. Lyhenneluettelo, Kotus
  3. Taylor, Barry N. & Thompson, Ambler (toim.): The International System of Units (SI), 2008, s.23
  4. a b c International Bureau of Weights and Measures: SI-ampeeri
  5. a b c CODATA: Historical context of the SI - Unit of electric current (ampere) 2006. National Institute of Standards and Technology. Viitattu 25.2.2013. (englanniksi)
  6. a b Eskola & Ketolainen & Stenman: Fotoni - Sähkö, 2007, s.16-18
  7. Taylor, Barry N. & Thompson, Ambler (toim.): The International System of Units (SI), 2008, s.21
  8. a b Taylor, 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. Simons, Lennart: Fysiikka korkeakouluja varten, 1963, s.179
  11. Helsingin Sanomat, artikkeli Tiede ja luonto -sivuilla 20.11.2007
  12. Taylor, Barry N. & Thompson, Ambler (toim.): The International System of Units (SI), 2008, s.24
  13. a b c d Taylor, Barry N. & Thompson, Ambler (toim.): The International System of Units (SI), 2008, s.53