Amperio

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Amperio
Dreheisenskala.jpg
Dial de un amperímetro con escala de amperios.
Información general
Sistema
Tamaño intensidad actual
Símbolo PARA
Epónimo André-Marie Ampère
Conversiones
1 A en ... ...equivalente a...
Unidad CGS2.9979 × 10 9 statA
0,1 abA
Unidad Planck2.874 × 10 −26 I P.

El amperio (símbolo: A ), a veces abreviado como amp , una abreviatura no permitida por el Sistema Internacional de Unidades , es la unidad básica SI de intensidad de corriente eléctrica . Toma su nombre del físico francés André-Marie Ampère , uno de los principales estudiosos del electromagnetismo .

Siendo una de las siete unidades fundamentales del SI , todas las demás unidades electromagnéticas se derivan de él.

La forma correcta de escribir amperios es con la letra inicial en minúscula, excepto cuando de acuerdo con las reglas gramaticales hay que escribir una palabra con la inicial mayúscula; además, por convención, en italiano, debe escribirse sin acento. [1]

Historia

En 1861 la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia (BAAS), estableció un comité, que incluía a Thomson y Maxwell [2] , que luego propuso la definición de al menos cuatro unidades de medidas eléctricas: voltaje , carga eléctrica, corriente y resistencia .

En 1874 BAAS introdujo el sistema CGS (centímetro, gramo, segundo) definiéndolo coherente [2] : las relaciones entre las unidades no requerían el uso de ningún parámetro o factor de conversión numérico, con la consecuencia de que el producto o la relación entre unidades dar lugar a una nueva unidad de valor unitario. Por tanto, las unidades eléctricas se derivaron de las mecánicas.

La ausencia de unidades eléctricas en el CGS se solucionó parcialmente dando lugar a dos sistemas diferenciados. El CGS electrostático se basó en la carga eléctrica como una unidad, derivada del centímetro, el gramo y el segundo, asignando el valor unitario a la permitividad del vacío en la ley de Coulomb sobre la fuerza de atracción entre cargas eléctricas. En cambio, el sistema electromagnético CGS (CGSem) fijó la permeabilidad del vacío como igual a 1 en la fórmula relativa a la fuerza ejercida entre dos polos magnéticos . De esta manera, los dos sistemas eran coherentes, pero separados.

En 1881 en París el primer Congreso Internacional de Electricidad aprobó las propuestas de la BAAS, y en 1893, en Chicago, acordó la necesidad de constituir una comisión internacional para la unificación de unidades de medida, poniendo así fin a la separación en dos sistemas.

En 1906, la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) se estableció en St. Louis para la definición de unidades eléctricas [3] .

En tres diferentes Conferencias Internacionales sobre Unidades y Normas Eléctricas, Berlín 1905, Londres 1908 y Washington 1910, se definieron dos unidades eléctricas primarias submúltiplos de las correspondientes unidades electromagnéticas del sistema CGS: el ohmio internacional y el amperio internacional .

El sistema Giorgi

En 1896, el científico italiano Giovanni Giorgi criticó las dimensiones particulares de las cantidades eléctricas del sistema tridimensional. De acuerdo con Heaviside , creía que la permitividad y la permeabilidad no siempre podían asumir un valor constante, expresando las propiedades físicas de un medio; además, su adimensionalidad dio lugar a situaciones extrañas en las que cantidades intrínsecamente diferentes aparecían erróneamente homogéneas, como una resistencia expresada con la dimensión de una velocidad o una inductancia expresada como una longitud [4] .

En 1901, Giorgi propuso, en la Asociación Electrotécnica Italiana (AEI), pasar de un sistema tridimensional (longitud, masa , tiempo) a uno tetradimensional, introduciendo una cuarta unidad eléctrica y sustituyendo el centímetro y el gramo respectivamente. el metro y el kilogramo [2] [5] . Así, el sistema se volvió coherente en el sentido de que todos los demás podían derivarse fácilmente de las cuatro cantidades fundamentales. Giorgi también sugirió reformular la teoría de los fenómenos electromagnéticos sobre la base del nuevo sistema tetradimensional, para racionalizar las ecuaciones electromagnéticas y evitar el uso de coeficientes y en particular potencias de 10. Esta racionalización fue posible preservando los valores aceptados. De las unidades eléctricas, si la permeabilidad del espacio vacío no se asumiera como un número puro igual a 1, sino fijada en un valor igual a 4π * 10 -7 H / m .

En 1927, en la séptima Conférence générale des poids et mesures (CGPM), se estableció oficialmente el Comité Consultatif d'Electricité (CCE), con el objetivo de examinar la propuesta original de Giorgi al mismo tiempo que la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada. (IUPAP) y otras organizaciones internacionales [2] .

En 1935 la IEC propuso la adopción del nuevo sistema Giorgi, basado en el metro, el kilogramo, la segunda y una cuarta cantidad eléctrica a elegir posteriormente [3] . En el mismo año, el Comité international des poids et mesures , brazo ejecutivo de la CGPM, sancionó que a partir del 1 de enero de 1940 se introdujo el nuevo sistema MKS y que se asumió el valor −7 H / m para la permeabilidad del vacío. Esta decisión permitió dos resultados importantes del sistema de medición:

  1. consistencia;
  2. La racionalización, es decir, los coeficientes numéricos que vinculan las diferentes cantidades contienen el número irracional π solo en fórmulas relativas a configuraciones circulares, esféricas o cilíndricas y nunca planas.

En 1939 el CCE elaboró ​​una lista en la que se definían unidades eléctricas prácticas en términos de metro, kilogramo, segundo y amperio (sistema MKSA) [2] . Los amperios fueron elegidos como unidad eléctrica básica, definida como la intensidad de la corriente eléctrica constante que, si se mantiene en dos conductores lineales paralelos, de longitud infinita y sección transversal insignificante, se coloca a una distancia de un metro entre sí en el vacío. , produce entre ellos una fuerza igual a 2 × 10 −7 N por cada metro de longitud [6] [7] .

En 1946, el CIPM oficializó el sistema MKSA con una fecha de vigencia oficial fijada para el 1 de enero de 1948, ya que fue ratificado el mismo año por la novena CGPM [2] . La elección del sistema racionalizado de Giorgi o MKSA también fue ratificada por la CEI en la reunión de París de 1950 [3] .

En 1960, la undécima CGPM, en París, decidió [3] :

  1. El sistema métrico basado en las seis unidades básicas de medida: metro; kilogramo; de acuerdo a; amperio; kelvin; vela, se designa con el nombre de "Sistema Internacional de Unidades";
  2. La abreviatura internacional de este sistema es "SI".

En 2018, la 26ª CGPM modifica el amperio en términos de constantes físicas [8] como la corriente eléctrica que corresponde al paso de 1 / ( 1.602176634 × 10 −19 ) cargas elementales por segundo. De hecho, por definición, la carga elemental e es igual a 1,602176634 × 10 −19 C , donde 1 C = 1 A1 s . Invertir la relación que tenemos:

Definición

Hasta 2006 en Italia el amplificador se implementó a través de la muestra del Instituto Nacional Electrotécnico Galileo Ferraris . Actualmente está siendo implementado por su sucesor, el Instituto Nacional de Investigaciones Metrológicas , en Turín .

Basado en fenómenos eléctricos

El amperio expresa la intensidad de la corriente en un conductor atravesado en cualquier sección por la carga de un culombio en el tiempo de un segundo.

Por analogía, la intensidad de la corriente es comparable a la cantidad de agua que pasa por una tubería medida en kg / s, donde la masa de agua representa la carga eléctrica. Esta última, es decir, la cantidad de electrones, se puede expresar en amperios hora (Ah), es decir, la cantidad total de carga que fluye, con la intensidad de un amperio, en un conductor en una hora. Con esta magnitud, por ejemplo, se mide la carga máxima que pueden acumular las baterías: la batería de un automóvil contiene unos 55 Ah, la de la cámara 2500 mAh.

Dentro de las unidades de medida SI, se aplican las igualdades:

Con "C" para culombio , "s" para segundo, "V" para voltios , "Ω" para ohmios y "W" para vatios . La ausencia de coeficientes se debe a que el Sistema Internacional es un sistema de medida coherente , es decir, el producto o cociente de varias unidades da lugar a una nueva unidad de valor unitario.

Basado en fenómenos magnéticos

Según la ley de Ampère , el amperio se puede definir como la intensidad de la corriente que debe fluir en dos hilos conductores de longitud infinita y colocados a una distancia de un metro, de modo que se atraigan entre sí con una fuerza igual a 2 × 10 −7 N por cada metro de cada conductor.

Muestras de medida

Debido a la dificultad para medir las fuerzas entre dos conductores, se propuso el llamado amperio o estatampere internacional: definido en términos de la tasa de deposición de la plata ("el amperio internacional es la intensidad de una corriente que, al pasar por una solución de AgNO 3 [Ag monovalente ], depósitos en el cátodo 0,001118 g de plata en un segundo ") [9] , es igual a 0,99985 A. Sin embargo, esta unidad de medida ahora se considera obsoleta.

Actualmente, sin embargo, la mayoría de los institutos metrológicos nacionales utilizan bancos de baterías de muestra y resistencias para el mantenimiento de las muestras primarias del amplificador. La muestra de intensidad de la corriente eléctrica se obtiene de la ley de Ohm mediante dos muestras, una de fem y otra de resistencia. En Italia, ambas muestras se conservan en el INRIM de Turín. La muestra de fem es un grupo de pilas Weston saturadas, controladas por el efecto Josephson ; el de la resistencia eléctrica se define como la resistencia promedio de un grupo de 10 resistencias de muestra en manganina de 1 Ω . Para evitar la influencia de las resistencias de contacto entre la resistencia y el circuito de medida, las resistencias de muestra tienen una construcción particular con cuatro terminales, dos amperómetros externos a través de los cuales la resistencia está sujeta al paso de corriente eléctrica y dos voltímetros internos con respecto a las amperométricas, de las que se toma la caída de tensión provocada por la circulación de la corriente eléctrica.

Nota

  1. ^ Dado que esta es la ortografía internacional simplificada de la unidad de medida, no el apellido del físico. Sin embargo, cabe señalar que en el idioma francés, que es el idioma oficial de la Oficina Internacional de Pesas y Medidas , la grafía se utiliza acentuada amp; cfr ( FR ) Bureau international des poids et mesures, Le Système international d'unités , 9a ed., Sèvres, 2019, ISBN 9789282222720 .
  2. ^ a b c d e f ( EN ) Una breve historia de la IS , del sitio web de BIPM
  3. ^ A b c d (EN) Historia de SI - Milestones, del sitio de IEC Archivado el 11 de febrero de 2008 en Internet Archive .
  4. ^ (EN) Historia de YES - la contribución de Giovanni Giorgi, del sitio de la IEC Archivado el 11 de febrero de 2008 en Internet Archive .
  5. ^ (EN) Historia de SI - Introducción , en el sitio web de IEC. Consultado el 20 de julio de 2008 (archivado desde el original el 11 de febrero de 2008) .
  6. ^ Unidad de corriente eléctrica , del sitio del Instituto Nacional de Investigaciones Metrológicas Archivado el 13 de junio de 2013 en Internet Archive .
  7. ^ (EN) Definición oficial del BIPM
  8. ^ (EN) BIPM - Resolución 1 de la 26ª CGPM , en www.bipm.org. Recuperado el 22 de marzo de 2019 (archivado desde el original el 4 de febrero de 2021) .
  9. ^ Giovanni Someda, Ingeniería eléctrica general , Bolonia, Pàtron, 1971.

Bibliografía

Artículos relacionados

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