Amperio
Unidad base del SI de corriente eléctrica

amperio
Modelo de demostración de un amperímetro de hierro en movimiento . A medida que aumenta la corriente a través de la bobina, el émbolo se introduce más en la bobina y la aguja se desvía hacia la derecha.
información general
Sistema de unidadesSI
Unidad decorriente eléctrica
SímboloA
Llamado en honor aAndré-Marie Ampère

El amperio ( / ˈæmpɛər / AM -par , EE. UU .: / ˈæmpɪər / AM - par ; [ 1 ] [2] [ 3 ] símbolo: A ), [ 4] a menudo abreviado como amp , [ 5] es la unidad de corriente eléctrica en el Sistema Internacional de Unidades (SI). Un amperio es igual a 1 culombio (C) que pasa por un punto por segundo. [6] [7] [8] Recibe su nombre en honor al matemático y físico francés André-Marie Ampère (1775-1836), considerado el padre del electromagnetismo junto con el físico danés Hans Christian Ørsted .

A partir de la revisión de 2019 del SI , el amperio se define fijando la carga elemental e para que sea exactamente1.602 176 634 × 10 −19  C , [6] [9] lo que significa que un amperio es una corriente eléctrica equivalente a10 19 cargas elementales moviéndose cada1.602 176 634 segundos o6.241 509 074 × 10 18 cargas elementales que se mueven en un segundo. Antes de la redefinición, el amperio se definía como la corriente que pasa por dos cables paralelos separados por un metro y que produce una fuerza magnética de2 × 10 −7 newtons por metro.

El sistema CGS anterior tenía dos unidades de corriente, una estructurada de manera similar al SI y la otra que utilizaba la ley de Coulomb como relación fundamental, con la unidad CGS de carga definida midiendo la fuerza entre dos placas metálicas cargadas. La unidad CGS de corriente se define entonces como una unidad de carga por segundo. [10]

Historia

El amperio recibe su nombre del físico y matemático francés André-Marie Ampère (1775-1836), que estudió el electromagnetismo y sentó las bases de la electrodinámica . En reconocimiento a las contribuciones de Ampère a la creación de la ciencia eléctrica moderna, una convención internacional, firmada en la Exposición Internacional de Electricidad de 1881 , estableció el amperio como unidad estándar de medida eléctrica para la corriente eléctrica.

El amperio se definió originalmente como una décima parte de la unidad de corriente eléctrica en el sistema de unidades centímetro-gramo-segundo . Esa unidad, ahora conocida como abamperio , se definió como la cantidad de corriente que genera una fuerza de dos dinas por centímetro de longitud entre dos cables separados por un centímetro. [11] El tamaño de la unidad se eligió de modo que las unidades derivadas de ella en el sistema MKSA tuvieran un tamaño conveniente.

El "amperio internacional" fue una de las primeras realizaciones del amperio, definido como la corriente que depositaría0,001 118  gramos de plata por segundo a partir de una solución de nitrato de plata . Posteriormente, mediciones más precisas revelaron que esta corriente es0,999 85  A. [12 ]

Dado que la potencia se define como el producto de la corriente y el voltaje, el amperio se puede expresar alternativamente en términos de otras unidades utilizando la relación I = P / V , y por lo tanto 1 A = 1 W/V. La corriente se puede medir con un multímetro , un dispositivo que puede medir voltaje eléctrico, corriente y resistencia.

Definición anterior en el SI

Hasta 2019, el SI definía el amperio de la siguiente manera:

El amperio es aquella corriente constante que, mantenida en dos conductores rectos paralelos de longitud infinita, de sección circular despreciable y colocados a un metro de distancia en el vacío, produciría entre estos conductores una fuerza igual a2 × 10 −7 newtons por metro de longitud. [13] : 113  [14]

La ley de fuerza de Ampère [15] [16] establece que existe una fuerza de atracción o repulsión entre dos cables paralelos por los que circula una corriente eléctrica. Esta fuerza se utiliza en la definición formal del ampere.

La unidad de carga del SI, el culombio , se definió entonces como "la cantidad de electricidad transportada en 1 segundo por una corriente de 1 amperio". [13] : 144  Por el contrario, una corriente de un amperio es un culombio de carga que pasa por un punto dado por segundo:

1   A = 1 do s . {\displaystyle {\rm {1\A=1{\frac {C}{s}}.}}}

En general, la carga Q se determinó mediante una corriente constante I que fluía durante un tiempo t como Q = It .

Esta definición del amperio se realizó con mayor precisión utilizando una balanza de Kibble , pero en la práctica la unidad se mantuvo a través de la ley de Ohm a partir de las unidades de fuerza electromotriz y resistencia , el voltio y el ohmio , ya que los dos últimos podían vincularse a fenómenos físicos que son relativamente fáciles de reproducir, el efecto Josephson y el efecto Hall cuántico , respectivamente. [17]

Las técnicas para establecer la realización de un amperio tenían una incertidumbre relativa de aproximadamente unas pocas partes en 10 7 , e implicaban realizaciones del vatio, el ohmio y el voltio. [17]

Definición actual

La revisión de 2019 del SI definió el amperio tomando el valor numérico fijo de la carga elemental e como1.602 176 634 × 10 −19 cuando se expresa en la unidad C, que es igual a A⋅s, donde el segundo se define en términos de ∆ ν Cs , la frecuencia de transición hiperfina del estado fundamental no perturbado del átomo de cesio -133. [18]

La unidad de carga del SI, el culombio , «es la cantidad de electricidad transportada en 1 segundo por una corriente de 1 amperio». [19] Por el contrario, una corriente de un amperio es un culombio de carga que pasa por un punto dado por segundo:

1   A = 1 C/s . {\displaystyle {\rm {1\A=1\,{\text{C/s}}.}}}

En general, la carga Q está determinada por la corriente constante I que fluye durante un tiempo t como Q = I t .

La corriente constante, instantánea y promedio se expresan en amperios (como en "la corriente de carga es 1,2 A") y la carga acumulada (o que pasa a través de un circuito) durante un período de tiempo se expresa en culombios (como en "la carga de la batería es30 000  C "). La relación del amperio (C/s) con el culombio es la misma que la del vatio (J/s) con el julio .

Unidades derivadas del amperio

El sistema internacional de unidades (SI) se basa en siete unidades básicas del SI: el segundo , el metro, el kilogramo , el kelvin , el amperio, el mol y la candela , que representan siete tipos fundamentales de cantidades físicas o "dimensiones" ( tiempo , longitud , masa , temperatura , corriente eléctrica, cantidad de sustancia e intensidad luminosa , respectivamente), y todas las demás unidades del SI se definen utilizando estas. Estas unidades derivadas del SI pueden recibir nombres especiales, por ejemplo, vatio, voltio, lux , etc., o definirse en términos de otros, por ejemplo, metro por segundo . Las unidades con nombres especiales derivadas del amperio son:

CantidadUnidadSímboloSignificadoEn unidades base del SI
Carga eléctricaculombiodoamperio segundoA⋅s
Diferencia de potencial eléctricovoltioVjulio por culombiokg⋅m2⋅s − 3⋅A − 1​
Resistencia eléctricaohmOhmiovoltio por amperiokg⋅m2⋅s − 3⋅A − 2​
Conductancia eléctricaSiemensSamperio por voltio u ohmio inversos3 ⋅A2 ⋅kg −1 ⋅m −2​​
Inductancia eléctricaEnriqueyoOhm segundokg⋅m2⋅s − 2⋅A − 2​
Capacitancia eléctricafaradioFculombio por voltios 4 ⋅ A 2 ⋅ kg −1 ⋅ m −2
Flujo magnéticoWeberblancovoltio segundokg⋅m2⋅s − 2⋅A − 1​
Densidad de flujo magnéticoteslayoweber por metro cuadradokg⋅s −2 ⋅A −1

También hay algunas unidades del SI que se utilizan con frecuencia en el contexto de la ingeniería eléctrica y los aparatos eléctricos, pero que se definen independientemente del amperio, en particular el hercio , el julio, el vatio, la candela, el lumen y el lux.

Prefijos del SI

Al igual que otras unidades del SI, el amperio se puede modificar añadiéndole un prefijo que lo multiplique por una potencia de 10 .

Múltiplos del amperio (A) en el SI
SubmúltiplosMúltiplos
ValorSímbolo del SINombreValorSímbolo del SINombre
10 −1  Aesdeciamperio10 1  Ade Adecaamperio
10 −2  ACaliforniacentiamperio10 2  AJahectoamperio
10 −3  Amamámiliamperio10 3  AUnkiloamperio
10 −6  Amicroamperiomicroamperio10 6  AMAMÁmegaamperio
10 −9  An / Ananoamperio10 9  AGeorgiagigaamperio
10 −12  APensilvaniapicoamperio10 12  Aejército de reservateraamperio
10 −15  Afafemtoamperio10 15  APensilvaniapetaamperio
10 −18  AAutomóvil club británicoattoamperio10 18  AEAExaamperio
10 −21  AUnzeptoamperio10 21  AESzettaamperio
10 −24  ASiyoctoamperio10 24  AYAYottaamperio
10 −27  Areal academia de bellas artesrontoamperio10 27  AREAL ACADEMIA DE BELLAS ARTESamperio de ronna
10 −30  Acontrol de calidadquectoamperio10 30  AControl de calidadquettaamperio

Véase también

Referencias

  1. ^ Jones, Daniel (2011), Roach, Peter ; Setter, Jane ; Esling, John (eds.), Cambridge English Pronouncing Dictionary (18.ª ed.), Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-15255-6{{citation}}: CS1 maint: overridden setting (link)
  2. ^ Wells, John C. (2008), Diccionario de pronunciación Longman (3.ª ed.), Longman, ISBN 978-1-4058-8118-0
  3. ^ "amperio", Diccionario Merriam-Webster.com , Merriam-Webster , consultado el 29 de septiembre de 2020
  4. ^ "2. Unidades básicas del SI", folleto del SI (8.ª ed.), BIPM, archivado desde el original el 7 de octubre de 2014 , consultado el 19 de noviembre de 2011
  5. ^ El SI sólo admite el uso de símbolos y desaprueba el uso de abreviaturas para las unidades. "Bureau International des Poids et Mesures" (PDF) , 2006, p. 130, archivado desde el original (PDF) el 14 de agosto de 2017 , consultado el 21 de noviembre de 2011
  6. ^ ab BIPM (20 de mayo de 2019), "Mise en pratique for the definition of the ampere in the SI", BIPM , consultado el 18 de febrero de 2022
  7. ^ "2.1. Unidad de corriente eléctrica (amperio)", folleto del SI (8.ª ed.), BIPM, archivado desde el original el 3 de febrero de 2012 , consultado el 19 de noviembre de 2011
  8. ^ "Definiciones de unidad base: Amperio", Physics.nist.gov , archivado desde el original el 25 de abril de 2017 , consultado el 28 de septiembre de 2010
  9. ^ Proyecto de Resolución A "Sobre la revisión del Sistema Internacional de Unidades (SI)" que se presentará a la CGPM en su 26ª reunión (2018) (PDF) , archivado desde el original (PDF) el 29 de abril de 2018 , consultado el 28 de octubre de 2018
  10. ^ Bodanis, David (2005), Universo eléctrico , Nueva York: Three Rivers Press, ISBN 978-0-307-33598-2
  11. ^ Kowalski, L (1986), "Una breve historia de las unidades SI en electricidad", The Physics Teacher , 24 (2), Montclair: 97–99, Bibcode :1986PhTea..24...97K, doi :10.1119/1.2341955, archivado desde el original el 14 de febrero de 2002
  12. ^ Historia del amperio, Tamaños, 1 de abril de 2014, archivado desde el original el 20 de octubre de 2016 , consultado el 20 de septiembre de 2023
  13. ^ ab Oficina Internacional de Pesas y Medidas (2006), El Sistema Internacional de Unidades (SI) (PDF) (8.ª ed.), ISBN 92-822-2213-6, archivado (PDF) del original el 4 de junio de 2021 , consultado el 16 de diciembre de 2021
  14. ^ Monk, Paul MS (2004), Química física: comprensión de nuestro mundo químico, John Wiley & Sons, ISBN 0-471-49180-2, archivado desde el original el 2 de enero de 2014
  15. ^ Serway, Raymond A; Jewett, JW (2006), Principios de física de Serway: un texto basado en el cálculo (cuarta edición), Belmont, CA: Thompson Brooks/Cole, pág. 746, ISBN 0-53449143-X, archivado desde el original el 21 de junio de 2013
  16. ^ Más allá del kilogramo: redefiniendo el sistema internacional de unidades, EE. UU.: Instituto Nacional de Estándares y Tecnología , 2006, archivado desde el original el 21 de marzo de 2008 , consultado el 3 de diciembre de 2008
  17. ^ ab "Apéndice 2: Realización práctica de las definiciones de unidades: magnitudes eléctricas", folleto del SI , BIPM, archivado desde el original el 14 de abril de 2013
  18. ^ "amperio (A)", www.npl.co.uk , consultado el 21 de mayo de 2019
  19. ^ El Sistema Internacional de Unidades (SI) (PDF) (8.ª ed.), Bureau International des Poids et Mesures , 2006, pág. 144, archivado (PDF) desde el original el 5 de noviembre de 2013.
  • Referencia del NIST sobre constantes, unidades e incertidumbre
  • Definición de amperio y μ0 del NIST
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