Ero sivun ”Ampeeri” versioiden välillä

Wikipediasta
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
Selaa historiaa interaktiivisesti
[katsottu versio][katsottu versio]
← Vanhempi muutosUudempi muutos →
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
VisuaalinenWikiteksti
p kh
päivitys, kun uusi määritelmä on tullut voimaan
Rivi 1: Rivi 1:
[[Image:Electronic multi meter.jpg|thumb|250px|[[Yleismittari]]a voidaan käyttää sähkövirran mittaukseen.]]
[[Image:Electronic multi meter.jpg|thumb|250px|[[Yleismittari]]a voidaan käyttää sähkövirran mittaukseen.]]
__NOTOC__'''Ampeeri''' (yksikön tunnus '''A''' <ref name=si_opas/><ref name=lyh/><ref name=SIeng23/>) on [[SI-järjestelmä]]n mukainen [[Mittayksikkö|yksikkö]] [[perussuure]]elle [[Sähkövirta|sähkövirralle]].<ref name=EV/> Kahdessa, toisistaan [[metri]]n päässä samansuuntaisesti tyhjiössä kulkevassa äärettömän pitkässä ja ohuessa, johtimessa kulkee molemmissa yhden ampeerin tasasähkövirta, jos niiden välille syntyy 2×10<sup>-7</sup> [[newton]]in suuruinen voima johdinmetriä kohti.<ref name=si_opas/><ref name=bipm_A/><ref name=codata/><ref name=fotoni16/><ref name=SIeng21/>
__NOTOC__'''Ampeeri''' (yksikön tunnus '''A''' <ref name=si_opas/><ref name=lyh/><ref name=SIeng23/>) on [[SI-järjestelmä]]n mukainen [[Mittayksikkö|yksikkö]] [[perussuure]]elle [[Sähkövirta|sähkövirralle]].<ref name=EV/> Nykyisin ampeeri on määritelty antamalla [[alkeisvaraus|alkeisvaraukselle]] kiinteä lukuarvo 1,602&nbsp;176&nbsp;634 &middot; 10<sup>-19</sup> kun varauksen yksikkönä on [[coulombi]] eli ampeerisekunti. Sekunti vuorostaan on määritelty [[cesium]]in erään taajuuden (cesium-133-atomin häiriintymättömän perustilan ylihienorakenteen kahden [[energiataso]]n välistä siirtymää vastaavan säteilyn taajuuden, ''&Delta;t''<sub>''Cs''</sub>) avulla.<ref name=CGPM_26>{{verkkoviite | Osoite = https://www.bipm.org/utils/common/pdf/CGPM-2018/26th-CGPM-Resolutions.pdf | Nimeke = On the revision of the international system of units, Resolution 1 | Selite = (Yksiköiden määritelmät kohdassa Appendix 3: The base units of the SI) | Julkaisija = Bureau international des poids et mesures | Viitattu = 20.5.2019}}</ref>

Kahdeskymmeneskuudes [[yleinen paino- ja mittakonferenssi]] muutti ampeerin määritelmää marraskuussa 2018. Uusi määritelmä astuu voimaan 20. toukokuuta 2019.<ref name=":0">{{Verkkoviite|osoite=https://www.bipm.org/utils/common/pdf/CGPM-2018/26th-CGPM-Resolutions.pdf|nimeke=26th CGPM (2018) − Resolutions adopted|tekijä=|julkaisu=|ajankohta=13.−16. marraskuuta 2018|julkaisija=Bureau International des Poids et Mesures|viitattu=26. marraskuuta 2018|kieli={{kielisymbolit|en|fr}}}}</ref>


== Yksikön historiaa ==
== Yksikön historiaa ==
Rivi 9: Rivi 7:
Ampeerin oli tarkoitus olla kymmenesosa [[cgs-järjestelmä]]n ''sähkömagneettisesta virtayksiköstä''. Sähkömagneettinen virtayksikkö oli virta, joka kulkiessaan kahdessa yhdensuuntaisessa, 1&nbsp;cm:n päässä toisistaan olevassa johtimessa aiheutti näiden johtimien välille kahden [[dyne]]n voiman senttimetriä kohti. Mittausteknisistä syistä ampeerille kuitenkin vahvistettiin [[elektrolyysi]]in perustuva virallinen määritelmä. Sen mukaan yhden ampeerin virta vapautti [[hopeanitraatti]]liuoksesta sekunnissa 1,118&nbsp;mg [[hopea]]a. Myöhemmin tarkemmat mittaukset osoittivat, että näin määritelty ns. ''kansainvälinen ampeeri'' oli hieman tarkoitettua pienempi; 0,099985 sähkömagneettista virtayksikköä eli 0,99985 nykyistä ampeeria.<ref name=mat/><ref name=si_opas/><ref name=fotoni16/><ref name=s179/>
Ampeerin oli tarkoitus olla kymmenesosa [[cgs-järjestelmä]]n ''sähkömagneettisesta virtayksiköstä''. Sähkömagneettinen virtayksikkö oli virta, joka kulkiessaan kahdessa yhdensuuntaisessa, 1&nbsp;cm:n päässä toisistaan olevassa johtimessa aiheutti näiden johtimien välille kahden [[dyne]]n voiman senttimetriä kohti. Mittausteknisistä syistä ampeerille kuitenkin vahvistettiin [[elektrolyysi]]in perustuva virallinen määritelmä. Sen mukaan yhden ampeerin virta vapautti [[hopeanitraatti]]liuoksesta sekunnissa 1,118&nbsp;mg [[hopea]]a. Myöhemmin tarkemmat mittaukset osoittivat, että näin määritelty ns. ''kansainvälinen ampeeri'' oli hieman tarkoitettua pienempi; 0,099985 sähkömagneettista virtayksikköä eli 0,99985 nykyistä ampeeria.<ref name=mat/><ref name=si_opas/><ref name=fotoni16/><ref name=s179/>


Vuonna 1933 kahdeksannessa [[yleinen mitta- ja painokonferenssi|mitta- ja painokonferenssissa]] ({{k-fr|8<sup>ème</sup> Conférence Générale des Poids et Mesures}}, lyhennetään CGPM) tuotiin voimakkaasti esille elektrolyysiin perustuvan määritelmän heikkoudet. Vuonna 1948 yhdeksännessä yleisessä mitta- ja painokonferenssissa vahvistettiin ampeerin nykyinen määritelmä. Asiallisesti ottaen tämä merkitsi paluuta alkuperäiseen määritelmään, joka vain muotoiltiin uudestaan käyttämättä cgs-yksiköitä apuna. Niinpä ampeerin määritelmässä ei enää esiinny CGS-järjestelmän voimayksikköä [[dyne]], vaan se on korvattu [[newton]]illa.<ref name=codata/><ref name=bipm_A/><ref name=SIeng19/>
Vuonna 1933 kahdeksannessa [[yleinen mitta- ja painokonferenssi|mitta- ja painokonferenssissa]] ({{k-fr|8<sup>ème</sup> Conférence 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, toisistaan [[metri]]n päässä samansuuntaisesti tyhjiössä kulkevassa äärettömän pitkässä ja ohuessa, johtimessa kulkee molemmissa yhden ampeerin tasasähkövirta, jos niiden välille syntyy 2×10<sup>-7</sup> [[newton]]in suuruinen voima johdinmetriä kohti.<ref name=si_opas/><ref name=bipm_A/><ref name=codata/><ref name=fotoni16/><ref name=SIeng21/>


Asiallisesti ottaen tämä merkitsi paluuta alkuperäiseen määritelmään, joka vain muotoiltiin uudestaan käyttämättä cgs-yksiköitä apuna. Niinpä ampeerin määritelmässä ei enää esiintynyt CGS-järjestelmän voimayksikköä [[dyne]], vaan se korvattiin [[newton]]illa.<ref name=codata/><ref name=bipm_A/><ref name=SIeng19/>
Vuoden [[2007]] mitta- ja painokonferenssissa ehdotettiin ampeerin määrittelemistä uudelleen [[alkeisvaraus|alkeisvarauksen]] avulla. Uuden määritelmän mukaan alkeisvaraus olisi tarkalleen 1,60217653&nbsp;×&nbsp;10<sup>-19</sup> ampeerisekuntia eli [[coulombi]]a. <ref name=hs/>


Vuonna 2018 yleinen paino- ja mittakonferenssi hylkäsi ampeerin määritelmän johtimiin kohdistuvan voiman avulla. Uusi määritelmä perustuu [[Alkeisvaraus|alkeisvaraukseen]], joka lukitaan arvoon 1,602176634 · 10<sup>−19</sup> coulombia. Koska yksi coulombi on yksikkönä sama kuin yksi ampeerisekunti (A · s), määräytyy ampeeri jatkossa alkeisvarauksen ja [[Sekunti|sekunnin]] määritelmien kautta.<ref name=":0" />
Vuoden [[2007]] mitta- ja painokonferenssissa ehdotettiin ampeerin määrittelemistä uudelleen [[alkeisvaraus|alkeisvarauksen]] avulla. Tällöin ehdotettiin määritelmää, jonka mukaan alkeisvaraus olisi ollut tarkalleen 1,60217653&nbsp;×&nbsp;10<sup>-19</sup> ampeerisekuntia eli [[coulombi]]a. <ref name=hs/> Uusi määritelmä vahvistettiin kuitenkin vasta 26. yleisessä paino- ja mittakonferenssissa vuonna 2018. Se perustuu alkeisvaraukseen, jolle kiinnitettiin arvo 1,602176634 · 10<sup>−19</sup> coulombia. Koska yksi coulombi on yksikkönä sama kuin yksi ampeerisekunti (A · s), määräytyy ampeeri nyt alkeisvarauksen ja [[Sekunti|sekunnin]] määritelmien kautta. Uusi määritelmä tuli voimaan 20. toukokuuta 2019.<ref name=CGPM_26 />


Sähkövirran yksikkö on nimetty [[sähkömagnetismi]]n keksijän [[André-Marie Ampère]]n mukaan. Yksikön tunnus kirjoitetaan siksi isolla kirjaimella, mutta yksikön nimi pienellä alkukirjaimella erotukseksi sukunimestä.
Ampeeri on saanut nimensä [[sähkömagnetismi]]n varhaisen tutkijan [[André-Marie Ampère]]n mukaan. Yksikön tunnus kirjoitetaan siksi isolla kirjaimella, mutta yksikön nimi pienellä alkukirjaimella erotukseksi sukunimestä.


== Johdannaisyksiköitä ==
== Johdannaisyksiköitä ==

Versio 20. toukokuuta 2019 kello 17.58

Yleismittaria voidaan käyttää sähkövirran mittaukseen.

Ampeeri (yksikön tunnus A [1][2][3]) on SI-järjestelmän mukainen yksikkö perussuureelle sähkövirralle.[4] Nykyisin ampeeri on määritelty antamalla alkeisvaraukselle kiinteä lukuarvo 1,602 176 634 · 10-19 kun varauksen yksikkönä on coulombi eli ampeerisekunti. Sekunti vuorostaan on määritelty cesiumin erään taajuuden (cesium-133-atomin häiriintymättömän perustilan ylihienorakenteen kahden energiatason välistä siirtymää vastaavan säteilyn taajuuden, ΔtCs) avulla.[5]

Yksikön historiaa

Ampeeri esiteltiin sähkövirran yksiköksi kansainvälisessä tapaamisessa International Electrical Congress vuonna 1893. Sitä kutsuttiin tämän jälkeen "kansainväliseksi sähkövirraksi" (engl. international current).[6] Vuoden 1908 kansainvälisessä konferenssissa määritelmä myös vahvistettiin.[7][8]

Ampeerin 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][10][11]

Vuonna 1933 kahdeksannessa mitta- ja painokonferenssissa (ransk. 8ème Conférence 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, 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][7][6][10][12]

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

Vuoden 2007 mitta- ja painokonferenssissa ehdotettiin ampeerin määrittelemistä uudelleen alkeisvarauksen avulla. Tällöin ehdotettiin määritelmää, jonka mukaan alkeisvaraus olisi ollut tarkalleen 1,60217653 × 10-19 ampeerisekuntia eli coulombia. [13] Uusi määritelmä vahvistettiin kuitenkin vasta 26. yleisessä paino- ja mittakonferenssissa vuonna 2018. Se perustuu alkeisvaraukseen, jolle kiinnitettiin arvo 1,602176634 · 10−19 coulombia. Koska yksi coulombi on yksikkönä sama kuin yksi ampeerisekunti (A · s), määräytyy ampeeri nyt alkeisvarauksen ja sekunnin määritelmien kautta. Uusi määritelmä tuli voimaan 20. toukokuuta 2019.[5]

Ampeeri on saanut nimensä sähkömagnetismin varhaisen tutkijan André-Marie Ampèren mukaan. Yksikön tunnus kirjoitetaan siksi isolla kirjaimella, mutta yksikön nimi pienellä alkukirjaimella erotukseksi sukunimestä.

Johdannaisyksiköitä

Virrantiheyden (tunnus j) yksikkö on A/m2.[14][15]

Sähkövarauksen (tunnus Q) yksikkö coulombi voidaan ilmoittaa ampeerin ja sekunnin avulla 1 C = 1 As.[16]

Jännitteen (tunnus U) yksikkö voltti saadaan tehon ja ampeerin avulla 1 V = 1 W/A.[17][18]

Energian (tunnus E) yksikkö joule saadaan 1 J = 1 VAs.[19]

Resistanssin (tunnus R) yksikkö ohmi saadaan 1 Ω = 1 V/A [20][18], kapasitanssin (tunnus C) yksikkö faradi 1 F = 1 C/V [21][18] ja induktanssin (tunnus L) henri saadaan weberin avulla 1 H = 1 Wb/A[22][18].

SI-kertoimet

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

Lähteet

  • 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. 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

  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. ↑ Voipio, Erkki: Sähkö- ja magneettikentät, s. 3–4. Moniste 381. Espoo: Otakustantamo, 1987. ISBN 951-672-038-2.
  5. ↑ a b On 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. ↑ 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)
  7. ↑ a b c International Bureau of Weights and Measures: SI-ampeeri
  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. ↑ a b Eskola & 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. ↑ Helsingin Sanomat, artikkeli Tiede ja luonto -sivuilla 20.11.2007
  14. ↑ Voipio, Erkki: Sähkö- ja magneettikentät, s. 3–7. Moniste 381. Espoo: Otakustantamo, 1987. ISBN 951-672-038-2.
  15. ↑ Taylor, Barry N. & Thompson, Ambler (toim.): The International System of Units (SI), 2008, s. 24
  16. ↑ Voipio, Erkki: Sähkö- ja magneettikentät, s. 4–5. Moniste 381. Espoo: Otakustantamo, 1987. ISBN 951-672-038-2.
  17. ↑ Voipio, Erkki: Sähkö- ja magneettikentät, s. 7–11. Moniste 381. Espoo: Otakustantamo, 1987. ISBN 951-672-038-2.
  18. ↑ a b c d Taylor, Barry N. & Thompson, Ambler (toim.): The International System of Units (SI), 2008, s. 53
  19. ↑ Voipio, Erkki: Sähkö- ja magneettikentät, s. 17–19. Moniste 381. Espoo: Otakustantamo, 1987. ISBN 951-672-038-2.
  20. ↑ Voipio, Erkki: Sähkö- ja magneettikentät, s. 11–17. Moniste 381. Espoo: Otakustantamo, 1987. ISBN 951-672-038-2.
  21. ↑ Voipio, Erkki: Sähkö- ja magneettikentät, s. 52–54. Moniste 381. Espoo: Otakustantamo, 1987. ISBN 951-672-038-2.
  22. ↑ 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=18163460”