Ampere

L’ Ampere (simbulu: A), qualchì volta abbreviatu in amp — abbreviazione micca ammessa da u Sistema internaziunale di unità di misura — hè l'unità di basa SI di l'intensità di u currente elettricu. U so nome vene da u fisicu francese André-Marie Ampère, unu di i principali studiosi di l'elettromagnetisimu.

André-Marie Ampère, u fisicu francese chì hà datu u nome à l'unità.

Essendu una di e sette unità fundamentale di u SI, l'altre unità elettromagnetiche ne sò derivate.

A parolla ampere si scrive cù a lettera iniziale minuscula, fora di i casi induve e regule grammaticale richiedenu una maiuscula.

Storia

In u 1861, a British Association for the Advancement of Science (BAAS) creò un cumitatu, induve participavanu Thomson è Maxwell, chì prupose dopu di definisce almenu quattru unità elettriche: a tensione, a carica elettrica, u currente è a resistenza.

In u 1874, a BAAS introdusse u sistema CGS (centimetru, grammu, seconda), definendulu «coerente»: e rilazione trà l'unità ùn richiedianu nè parametri nè fattori di cunversione numerica. U pruduttu o u quoziente d'unità dava tandu una nova unità di valore unu. L'unità elettriche eranu dunque derivate da quelle meccaniche.

L'assenza d'unità elettriche in u CGS fù risolta solu in parte cù a creazione di dui sistemi distinti. U sistema CGS elettrostaticu pigliava a carica elettrica cum'è unità, derivata da u centimetru, u grammu è a seconda, è attribuia u valore unu à a permittività di u biotu in a leghje di Coulomb. U sistema CGS elettromagneticu, invece, fissava à unu a permeabilità magnetica di u biotu in a formula di a forza trà dui poli magnetichi. I dui sistemi eranu dunque coerenti, ma spiccati.

In u 1881, u primu Cungressu Elettricu Internaziunale, riunitu in Parighji, appruvò e pruposte di a BAAS. In u 1893, à Chicago, si cunvenite di creà una cumissione internaziunale per unificà l'unità di misura è mette fine à a divisione trà i dui sistemi.

In u 1906, in San Luigi, fù fundata a Cummissione Elettrotecnica Internaziunale (IEC), incaricata di definisce l'unità elettriche.

Trè cunferenze internaziunale nantu à l'unità è e norme elettriche — in Berlinu in u 1905, in Londra in u 1908 è in Washington D.C. in u 1910 — stabilinu duie unità elettriche primarie, sottomultipli di e currispundente unità elettromagnetiche di u sistema CGS: l'ohm internaziunale è l'ampere internaziunale.

U sistema di Giorgi

Un anticu amperometru misurendu i currentis elettrichi insin'à 15 mA

In u 1896, u scentificu talianu Giovanni Giorgi criticò e dimensione particulare di e grandezze elettriche in u sistema à trè dimensione. D'accunsentu cù Heaviside, sustinia chì a permittività è a permeabilità ùn pudianu sempre avè un valore custante, postu ch'elle esprimianu pruprietà fisiche d'un mezu. Inoltre, u fattu ch'elle fussinu senza dimensione pruducia situazione strane: grandezze di natura diversa parianu avè listessa dimensione, cum'è una resistenza espressa cum'è una velocità o un'induttanza cum'è una lunghezza.

In u 1901, Giorgi prupose à l'Associazione elettrotecnica taliana di passà da un sistema à trè dimensione — lunghezza, massa è tempu — à un sistema à quattru dimensione, aghjunghjendu una quarta unità di natura elettrica è rimpiazzendu u centimetru è u grammu cù u metru è u chilugrammu. E quattru grandezze di basa permettianu di derivà facilmente tutte l'altre. Giorgi prupose dinù di riformulà a teoria di i fenomeni elettromagnetichi per raziunalizà l'equazione è evità l'usu di coefficienti, in particulare di putenze di dece. Si pudianu mantene i valori accettati di l'unità elettriche, s'ella ùn era presa a permeabilità di u biotu cum'è un numeru puru uguale à unu, ma fissata à 4π × 10⁻⁷ H/m.

In u 1927, à a settima Cunferenza generale di pesi è misure (CGPM), fù creatu ufficialmente u Cumitatu Cunsultativu d'Elettricità (CCE), per esaminà a pruposta di Giorgi cù l'Unione Internaziunale di Fisica Pura è Applicata (IUPAP) è altre urganisazione internaziunale.

In u 1935, a IEC prupose d'aduttà u novu sistema di Giorgi, basatu annantu à u metru, u chilugrammu, a seconda è una quarta grandezza elettrica da sceglie. U listessu annu, u Cumitatu internaziunale di pesi è misure stabilì chì u novu sistema MKS entrissi in vigore u 1u di ghjennaghju di u 1940, è chì a permeabilità di u biotu fussi 4π × 10⁻⁷ H/m. Sta decisione assicurava a cuerenza di u sistema è a so raziunalisazione: i coefficienti numerichi trà e grandezze cuntenenu u numeru irrazziunale π solu in e formule chì trattanu cunfigurazione circulare, sferiche o cilindriche, è micca piane.

In u 1939, u CCE appruntò una lista d'unità elettriche pratiche definite cù u metru, u chilugrammu, a seconda è l'ampere: u sistema MKSA. L'ampere fù sceltu cum'è unità elettrica di basa è definitu cusì:

«L'intensità di currente custante chì, mantenuta in dui cunduttori lineari paralleli, di lunghezza infinita è di sezzione trasversale trascurabile, posti à un metru di distanza unu da l'altru in u biotu, produce trà elli una forza di 2 × 10⁻⁷  per ogni metru di lunghezza.»

In u 1946, u CIPM ufficializò u sistema MKSA, cù entrata in vigore fissata à u 1u di ghjennaghju di u 1948. A nuvesima CGPM ratificò a decisione quellu annu. A IEC ratificò dinù u sistema raziunalizatu di Giorgi, o MKSA, durante una riunione in Parighji in u 1950.

In u 1960, l'undicesima CGPM, riunita in Parighji, decise chì u sistema metricu basatu annantu à e sei unità di basa — metru, chilugrammu, seconda, ampere, kelvin è candela — pigliessi u nome di «Sistema Internaziunale di Unità», cù l'abbreviazione internaziunale «SI».

E sette unità di basa di u Sistema Internaziunale (SI), induve l'ampere hè una di elle.

In u 2018, a vintiseiesima CGPM mudificò a definizione di l'ampere, basendu la annantu à e custante fisiche. Dapoi, l'ampere hè definitu cum'è u currente elettricu chì currisponde à u passaghju di 1/(1,602176634 × 10⁻¹⁹)  cariche elementare per seconda. A carica elementare hè fissata à 1,602176634 × 10⁻¹⁹ , è 1  = 1  ⋅ 1 . Ne vene:

$1\,\mathrm {A} =\left({\frac {e}{1{,}602\,176\,634\times 10^{-19}}}\right)\,\mathrm {s} ^{-1}$

Definizione

Finu à u 2006, in Italia l'ampere era realizatu cù u campione di l'Istitutu Elettrotecnicu Naziunale Galileo Ferraris. Oghje, ne s'occupa u so succissore, l'Istitutu naziunale di ricerca metrologica, in Torinu.

Sicondu i fenomeni elettrichi

Muvimentu di l'elettroni in un cunduttore.

L'ampere misura l'intensità di currente in un cunduttore à traversu ogni sezzione di u quale passa una carica d'un coulomb in un secondu.

Per analogia, l'intensità di currente si pò paragunà à a quantità d'acqua chì passa in un tubu, misurata in kg/s: a massa d'acqua raprisenta a carica elettrica. A carica tutale chì passa si pò misurà in amperora (Ah), vale à dì a quantità di carica chì circuleghja in un cunduttore in un'ora cù un currente d'un ampere. Sta misura serve, per esempiu, à indicà a carica massima chì una batteria pò accumulà: quella d'una vittura cuntene circa 55 Ah, mentre chì quella d'una camera fotografica cuntene 2500 mAh.

In u SI valenu e relazione:

$1\,\mathrm {A} ={\frac {1\,\mathrm {C} }{1\,\mathrm {s} }}={\frac {1\,\mathrm {V} }{1\,\Omega }}={\frac {1\,\mathrm {W} }{1\,\mathrm {V} }}$

Quì, C hè u coulomb, s a seconda, V u volt, Ω l'ohm è W u watt. Ùn ci sò coefficienti numerichi perchè u SI hè un sistema di misura coerente: u pruduttu o u quoziente d'unità dà una nova unità di valore unu.

Sicondu i fenomeni magnetichi

Sicondu a leghje di Ampère, l'ampere pò esse definitu cum'è l'intensità di currente chì deve circulà in dui fili cunduttori di lunghezza infinita, posti à un metru di distanza, affinch'elli s'attirinu cù una forza di 2 × 10⁻⁷  per ogni metru di cunduttore.

Campioni di misura

A difficultà di misurà e forze trà dui cunduttori purtò à prupone l'ampere internaziunale, o statampere. Era definitu secondu a quantità d'arghjentu dipusitata: «l'ampere internaziunale hè l'intensità di un currente chì, passendu in una suluzione di nitratu d'arghjentu (AgNO₃, induve l'arghjentu hè monovalente), diposta à u catodu 0,001118  d'arghjentu in un secondu». Stu valore currisponde à 0,99985 A. L'unità hè oghje cunsiderata obsoleta.

Oghje, a maiò parte di l'istituti metrologichi naziunali adopranu gruppi di pile campione è resistori per mantene i campioni primarii di l'ampere. U campione d'intensità di currente elettricu hè ricavatu da a leghje d'Ohm, cù dui campioni: unu di forza elettromotrice è unu di resistenza. In Italia, i dui campioni sò cunservati à l'INRIM di Torinu.

U campione di forza elettromotrice hè un gruppu di pile Weston sature, cuntrullate cù l'effettu Josephson. U campione di resistenza hè definitu cum'è a resistenza media d'un gruppu di dece resistori campione in manganina, ognunu di 1 . Per evità l'influenza di e resistenze di cuntattu trà u resistore è u circuitu di misura, i resistori campione anu quattru morsetti: dui amperometrichi esterni, induv’ellu passa u currente, è dui voltmetrici interni, da i quali si misura a caduta di tensione prudutta da u currente.