Ampere

Ampere
Azpiklasea	MKSA unitate-sistema
Neurtzen du	korronte elektrikoaren intentsitatea, magnetic scalar potential (en) , indar magnetoeragilea eta magnetic tension (en)
SI sistemarako konbertsioa	1 A
Honen izena darama	André-Marie Ampère
Ikurra	A eta А

Ampere deritzo, nazioarteko SI unitate-sisteman, korronte elektrikoaren intentsitateari dagokion unitateari. Unitate honen izena André-Marie Ampère (1775-1836) fisikari frantziarraren ohorez eman zitzaion. Unitatearen izena —euskaraz ampere, alegia— letra xehez idazten da, izen arrunta baita.

Ampere unitatearen sinboloa ${\text{A}}$ da. Amperea SI sistemako oinarrizko zazpi unitateetako bat da, metro (${\text{m}}$), kilogramo (${\text{kg}}$), segundo (${\text{s}}$), kelvin (${\text{K}}$), mol (${\text{mol}}$) eta kandela (${\text{cd}}$) unitateekin batera. Praktikan, amperearen definizioa erlazionaturik dago segundo batean gainazal bat zeharkatzen duen korronte elektrikoan pasatzen den karga elektrikoarekin; alegia, karga elektrikoaren desplazamenduarekin (fluxuarekin).

Historia

Elektrizitatearen aurkikuntza ez zen iritsi XVII. mendea iritsi arte. Eta are geroago hasi zen korronte elektrikoa sortzen eta neurtzen. Atal honetan, arlo horretan emandako hasierako pausoak aipatuko dira.

Antzinako Greziako filosofoek ezaguna zuten magnetismoa

Antzinako filosofo greziarrek konturaturik zeuden ezen, igurtzitako anbarezko materialek erakarri egiten zituztela gorputz arinak, hala nola txirlorak eta hautsa, eta gainera magnetita izeneko mea edo minerala gai zela burdina erakartzeko. Beraz ezaguna zuten magnetismoa.

De Magnete (1600) liburuaren izenburu-orrialdea.

Fenomeno elektriko eta magnetikoen azterketa fisikoaren abiapuntua

Bi mila bat urte geroago, William Gilbert-ek fenomeno elektrikoak eta magnetikoak izendatu eta bereizi zituen De Magnete (1600) izeneko liburuan. Bertan, elektrizitateari buruzko lehenengo aipamenak egin zituen.

Ondoko bi mendeetan, asko garatu zen fenomeno elektriko eta magnetikoei buruzko ezagutza:

• Jadanik XVIII. mendean bazekiten iparrorratzak perturbatu egiten zirela tximisten eraginez. Horrek elektrizitatearen eta magnetismoaren arteko loturaren bat adierazten zuen, baina oraindik ezin zuten lotura hori ulertu, ez eta egoera hori esperimentu batean birsortu.
• Charles-Augustin Coulomb-ek (1737-1806) enuntziaturiko elektrizitatearen eta magnetismoaren legeek bereizi egiten zituzten bi arlo horiek, nahiz eta forma matematiko berbera izan.
• 

  André-Marie Ampére.
  Ondoren, 1820an, Hans Christian Ørsted-ek (1777-1851) fenomeno berezia behatu zuen esperimentu batean: korronte elektriko jarraitua zeraman kable zuzen batek desbideratu egiten zuen ingurura hurbildutako iparrarrorratza.
• Urte berean, 1820an, André-Marie Ampère-k (1775-1836) agerian jarri zituen korronte elektrikoen eta efektu magnetikoen arteko erlazioa, eta ondorioztatu zuen ezen iman oro korronte elektrikoek sortuak zirela.

Gauzak horrela, XIX. mendearen erdialdetik aurrera, elektromagnetismoaren eta elektrotekniaren garapenarekin batera, ohikoa izan zen korronte elektrikoaren unitatea Ampère-k proposaturiko bidetik definitzea. Baina definizioa ez zen uniformea, eta lurralde bakoitzak bere unitate estandarra zeukan.

Definizioa

Lehenengo unitate estandarra, nazioarteko amperea

Nazioartean, korronte elektrikoaren unitatea definitzeko lehenengo estandarra 1983an Chicagon buruturiko Nazioarteko Kongresu Elektrikoan ezarri zen. Unitate hori finkaturik geratu zen handik hogeita bost urtera Londresen 1908an eginiko Nazioarteko Konferentzian. Bertan, era honetan definitu zen nazioarteko amperea:

«Nazioarteko amperea da korronte elektriko jakin baten intentsitatea, zeinak zilarraren deposizio elektrolitikoa eragiten duen zilar nitratoaren disoluzioa batean zehar pasatzean, zehazki ${\text{0,001 118 g/s}}$ kantitatean».

Izatez, nazioarteko ampereak ${\text{0,99985 A}}$ balio zuen.

Amperearen definiziorako elementuen eskema grafikoa.

Amperearen definizio modernoa

Pisu eta Neurrrien Nazioarteko Batzordeak era honetan eman zuen amperearen definizioa  1948an:

«Ampere bat da korronte konstante baten intentsitatea, zeinak, espazio hutsean metro bateko distantziara dauden eta luzera infinitu eta sekzio zirkular baztergarriko bi eroale lerrozuzenetatik pasatzean, $2\times 10^{-7}{\text{N}}$ balio duen indarra sortzen baitu eroale horietako metro bakoitzeko.»

Oinarrizko unitatea izanik, ampereak ez du beste ezein oinarrizko unitateren menpekotasunik, Aldi berean, oinarrizko magnitude fisikoa korronte elektrikoa da.

Definizio hori eman aurretik, zalantza egon zen oinarrizko magnitude fisikotzat karga elektrikoa hartzea, korronte elektrikoa hartu ordez. Karga elektrikoaren unitatea coulomb izenekoa da, eta zuzenki erlazionaturik dago ampere unitatearekin, era honetan hain zuzen: ${\text{ 1 C = 1 A s}}$. Izan ere, bazirudien logikoagoa zela oinarrizko magnitudetzat karga elektrikoa hartzea, elektroien kantitatea adierazten baitzuen; baina, praktikotasungatik, korronte elektrikoa aukeratu zen, askoz errazagoa baita esperimentalki neurtzeko.

Amperearen birdefinizioa, 2019tik aurrera

Fisikaren eta teknologiaren arloetan izandako aurrerapenak direla eta, 2011-14 bitartean izandako bileretan, Pisu eta Neurrien Nazioarteko Batzordearen (frantsesez, Comité international des poids et mesures, CIPM) azpibatzorde baten proposamena kontuan harturik, oinarrizko zazpi unitateen definizioa zazpi konstante unibertsalen bidez ematea erabaki zen 2018ko 26. Batzar Orokorrean. Horren arabera, honako aldaketa hauek egitea erabaki zen, 2019ko maiatzetik aurrera indarrean jartzeko:

«Betiere oinarrizko zazpi unitateak (segundoa, metroa, kilogramoa, amperea, kelvina, mola eta kandela) bere horretan gorderik, unitate horiek birdefinitu egin dira beraien balioak zazpi konstante fisiko unibertsalen bidez zehaztuz. Definizio berriek hobetu egin dute SI sistema, unitateen balioa aldatu gabe.»

SI sistema zehazten duten zazpi konstante unibertsalak honako hauek dira:

• Zesio-133 atomo ez-perturbatuaren oinarrizko egoeraren trantsizio hiperfinaren frekuentzia $\Delta \nu _{\text{Cs}}={\text{9 192 631 770 Hz}}$ da,
• Argiak hutsean duen abiadura $c={\text{299 792 458 m s}}^{-1}$ da,
• Planck-en konstantearen balio numerikoa $h={\text{6,626 070 15}}\times 10^{-34}{\text{J s}}$ da,
• Oinarrizko karga elektrikoaren balioa $e={\text{1,602 176 634}}\times 10^{-19}{\text{ C}}$ da,
• Boltzmann-en konstanteak $k={\text{1,380 649}}\times 10^{-23}{\text{J K}}^{-1}$ balio du,
• Avogadroren konstantearen balioa ${\text{1 }}N_{\text{A}}={\text{6,022 140 76}}\times 10^{23}{\text{ mol}}^{-1}$ da,
• $540\times 10^{12}{\text{ Hz}}$-eko erradiazio monokromatikoaren argi-eraginkortasunaren balioa $K_{\text{cd}}={\text{683 lm W}}^{-1}$ da.

Zazpi oinarrizko unitateak goiko taulan adierazitako moduan daude birdefiniturik zazpi konstante unibertsal horien bitartez.

Ondorioz, aurretik zeukan balioa aldatu gabe, 2019ko maiatzetik aurrera, amperearen definizio ofiziala era honetan ematen da:

«Amperea da korronte elektrikoaren intentsitatearen unitatea. Beraren sinboloa A da, eta beraren balioa definiturik geratzen da oinarrizko karga elektrikoaren balio numeriko zehatza ${\text{1,602 176 634}}\times 10^{-19}$ denean ${\text{A s}}$ unitatetan ematean.»

Zer esanik ez, amperea definitzean aldi berean definitzen da baita karga elektrikoaren unitatea ere, coulomb izenekoa, zeren, definizioz, ${\text{1 A s = 1 C}}$ baita.

Mikroamperemetro analogikoa zero zentral batekin.

Amperemetroa

Sakontzeko, irakurri: «Amperemetro»

Amperemetroa da korronte elektrikoaren intentsitatea amperetan neurtzeko tresna. Oro har, amperemetroa zirkuitua konektatzen da seriean, paraleloan jarritako erresistentzia batez, zeinari "shunt erresistentzia" deritzon. Funtsean galvanometro bat da, korronte elektrikoa detektatzeko tresna. Amperemetroak aukera du balio desberdinetako shunt erresistentziak erabiltzeko, horrela eskala desberdinetako intentsitateak neurtu ahal izateko; adibidez, mikroampereak neurtzeko balio dezake, baita miliampereak ere.

Mota askotako amperemetroak erabiltzen dira: magnetoelektrikoak, elektromagnetikoak, elektrodinamikoak... horietako batzuk analogikoak eta beste batzuk digitalak.

Amperearen multiplo eta azpimultiploak

Ondoko taulan adierazita daude amperearen multiplo eta azpimultiploen balioak, sinboloak eta euskarazko izenak, nazioarteko SI sisteman araututa dauden eran

Múltiplos del Sistema Internacional para amperio (A)

Submúltiplos				Múltiplos
Valor	Símbolo	Nombre		Valor	Símbolo	Nombre
$10^{-1}{\text{A}}$	${\text{dA}}$	deziampere		$10^{1}{\text{A}}$	${\text{daA}}$	dekaampere
$10^{-2}{\text{A}}$	${\text{cA}}$	zentiampere		$10^{2}{\text{A}}$	${\text{hA}}$	hektoampere
$10^{-3}{\text{A}}$	${\text{mA}}$	miliampere		$10^{3}{\text{A}}$	${\text{kA}}$	kiloampere
$10^{-6}{\text{A}}$	μ${\text{A}}$	mikroampere		$10^{6}{\text{A}}$	${\text{MA}}$	megaampere
$10^{-9}{\text{A}}$	${\text{nA}}$	nanoampere		$10^{9}{\text{A}}$	${\text{GA}}$	gigaampere
$10^{-12}{\text{A}}$	${\text{pA}}$	pikoampere		$10^{12}{\text{A}}$	${\text{TA}}$	teraampere
$10^{-15}{\text{A}}$	${\text{fA}}$	femtoampere		$10^{15}{\text{A}}$	${\text{PA}}$	petaampere
$10^{-18}{\text{A}}$	${\text{aA}}$	attoampere		$10^{18}{\text{A}}$	${\text{EA}}$	exaampere
$10^{-21}{\text{A}}$	${\text{zA}}$	zeptoampere		$10^{21}{\text{A}}$	${\text{ZA}}$	zettaampere
$10^{-24}{\text{A}}$	${\text{yA}}$	yoktoampere		$10^{24}{\text{A}}$	${\text{YA}}$	yottaampere
Letra lodiz adierazi dira arrunki erabiltzen diren multiplo eta azpimultiploak.

Amperearekin erlazionaturiko zenbait unitate eratorri

Amperea SI sistemako zazpi oinarrizko unitateetako bat izanik, funtsezkoa da gainerako unitate elektrikoak adierazteko; izan ere, unitate elektriko eratorri guztien osagaietako bat da. Jarraian datorren taulan zenbait magnitude elektriko eratorri aipatzen dira, zenbait zutabetan adieraziz korronte elektrikoarekin duten erlazioa eta magnitutude horien unitateek SI sistemako oinarrizko unitateekin dituzten baliokidetzak.

Zirkuitu elektrikoetako magnitudeen osagai dimentsionalak

Magnitude eratorria			Magnitude eratorriari dagokion unitatea
Izena	Sinboloa	Korrontearekiko erlazioa	Izena	Sinboloa	Oinarrizko unitateekiko baliokidetza
Karga elektrikoa	$Q$	$Q=It$	coulomb	${\text{C}}$	${\text{1 C = 1 A s}}$
Tentsio elektrikoa, potentzial diferentzia	$V$	$V=RI$	volt	${\text{V}}$	${\text{1 V}}={\text{1 W A}}^{-1}={\text{1 kg m}}^{2}{\text{s}}^{-3}{\text{A}}={\text{1 J C}}^{-1}$
Eremu elektrikoa	${\boldsymbol {E}}$	${\boldsymbol {E}}={\frac {\boldsymbol {F}}{q}}$	volt zati metro, newton zati coulomb	${\text{V/m}}$, ${\text{N/C}}$	${\text{1 V m}}^{-1}={\text{1 kg m}}{\text{ s}}^{-3}{\text{A}}^{-1}$
Erresistentzia elektrikoa	$R$	$R={\frac {V}{I}}$	ohm volt zati ampere	$\Omega$, ${\text{V/A}}$	${\text{1 }}\Omega ={\text{1 V A}}^{-1}={\text{1 kg m}}^{2}{\text{s}}^{-3}{\text{A}}^{-2}$
Korronte elektrikotik eratorriak izan arren, osagaitzat ampere unitatea ez duten magnitudeak
Kontsumitutako energia elektrikoa	$W_{\text{el}}$	$W=RI^{2}t$	kilowatt-ordu	${\text{kWh}}$	${\text{1 J}}={\text{1 kg m}}^{2}{\text{s}}^{-2}$
Kontsumitutako potentzia elektrikoa	$P_{\text{el}}$	$P=RI^{2}$	watt	${\text{W}}$	${\text{1 W}}={\text{1 J s}}^{-1}={\text{1 kg m}}^{2}{\text{s}}^{-3}$

Azken bi errenkadetan ageri diren magnitudeak — hots, zirkuitu elektrikoetako erresistentzietan kontsumituriko energia eta potentzia elektrikoak— energia mekanikoaren eta potentzia mekanikoaren dimentsio berekoak dira, eta ez dute korronteari dagokion osagai dimentsionalik. Izan ere, erresistentzia elektrikoaren ($R$) eta korrontearen intentsitatearen karratuaren ($I^{2}$) unitateetako ampere osagaiek elkar anulatzen baitute.

Bibliografia

• Zientzia eta Teknologiaren Hiztegi Entziklopedikoa, Elhuyar, Donostia (2009). ISBN: 978-84-92457-00-7.
• M. Ensunza, J.R. Etxebarria & J. Iturbe, Zientzia eta teknikarako euskara. Zenbait hizkuntza-baliabide (II. argitalpena), Udako Euskal Unibertsitatea (UEU), Bilbo, 2008, ISBN: 978-84-8438-164-8.
• Jose Ramon Etxebarria, Zientzia eta teknikako euskara arautzeko gomendioak, Eusko Jaurlaritzaren Argitalpen Zerbitzu Nagusia, Gasteiz, 2011, ISBN: 978-84-457-3136-9.

Ikus gainera

• korronte elektrikoa
• karga elektrikoa
• erresistentzia elektrikoa
• Ohmen legea
• ohm
• volt
• watt

Kanpo estekak

• Bureau International des Poids et Mesures (frantsesez eta ingelesez).
• A short history of the units in electricity (ingelesez).

• Datuak: Q25272