Amperio

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SI unidad base de corriente eléctrica

El amperio (,; símbolo: A), a menudo abreviado como amp, es la unidad de corriente eléctrica en el Sistema Internacional de Unidades (SI). Un amperio equivale a 6,241509 074×10¹⁸ electrones equivalentes a una carga que pasan por un punto en un segundo. Lleva el nombre del 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 redefinición de las unidades base del SI de 2019, el amperio se define fijando la carga elemental e para que sea exactamente 1.602176634×10⁻¹⁹ C (culombio), lo que significa que un amperio es una corriente eléctrica equivalente a 10¹⁹ cargas elementales que se mueven cada 1,602176 634 segundos o 6.241509074×10¹⁸ cargas elementales moviéndose en un segundo. Antes de la redefinición, el amperio se definía como la corriente que tendría que pasar a través de 2 cables paralelos separados por 1 metro para producir una fuerza magnética de 2×10⁻⁷ newtons por metro.

El sistema CGS anterior tenía dos definiciones de corriente, una esencialmente igual a los SI's y la otra usaba la carga eléctrica como unidad base, con la unidad de carga definida midiendo la fuerza entre dos placas de metal cargadas.. El amperio se definió entonces como un culombio de carga por segundo. En el SI, la unidad de carga, el culombio, se define como la carga transportada por un amperio durante un segundo.

Historia

El amperio lleva el nombre del físico y matemático francés André-Marie Ampère (1775–1836), quien 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. El tamaño de la unidad se eligió para que las unidades derivadas de ella en el sistema MKSA tuvieran un tamaño conveniente.

El "amperio internacional" fue una realización temprana del amperio, definido como la corriente que depositaría 0.001118 gramos de plata por segundo de una solución de nitrato de plata. Posteriormente, mediciones más precisas revelaron que esta corriente es 0.999 85 A.

Dado que la potencia se define como el producto de la corriente y el voltaje, el amperio se puede expresar alternativamente en términos de las otras unidades usando 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 el voltaje, la corriente y la resistencia eléctrica.

Antigua definición en el SI

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

El amperio es esa corriente constante que, si se mantiene en dos conductores paralelos rectos de longitud infinita, de corte transversal circular insignificante, y coloca un metro de distancia en vacío, produciría entre estos conductores una fuerza igual a 2×10⁻⁷ newtons per metre of length.

La ley de la fuerza de Ampère establece que existe una fuerza de atracción o repulsión entre dos cables paralelos que transportan una corriente eléctrica. Esta fuerza se utiliza en la definición formal del amperio.

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". Por el contrario, una corriente de un amperio es un culombio de carga que pasa por un punto dado por segundo:

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

En general, la carga $Q$ estaba determinada por la corriente constante $I$ fluyendo por un tiempo $t$ como $Q = Eso$ .

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

Las técnicas para establecer la realización de un amperio tenían una incertidumbre relativa de aproximadamente unas pocas partes en 10⁷, e implicaban realizaciones del vatio, el ohmio y el voltio.

Definición actual

La redefinición de 2019 de las unidades básicas del SI definió el amperio tomando el valor numérico fijo de la carga elemental $e$ como 1.602 176 634 × 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.

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

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

En general, la carga $Q$ está determinada por la corriente constante $I$ fluyendo por un tiempo $t$ como $Q = I t$ .

La corriente constante, instantánea y promedio se expresa en amperios (como en "la corriente de carga es 1,2 A") y la carga acumulada (o pasada a través de un circuito) durante un período de tiempo se expresa en culombios (como en "la carga de la batería es 30000 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 7 unidades básicas del SI: el segundo, el metro, el kilogramo, el kelvin, el amperio, el mol y la candela, que representan 7 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 estos. Estas unidades derivadas del SI pueden recibir nombres especiales, p. vatio, voltio, lux, etc. o definido en términos de otros, p. metro por segundo. Las unidades con nombres especiales derivados del amperio son:

Cantidad	Dependencia	Signatura	Significado	En unidades de base SI
Cargo eléctrico	coulom b	C	segundo	A⋅s
Diferencia de potencial eléctrico	volt	V	joule per coulomb	kg⋅m²⋅s⁻³⋅A⁻¹
Resistencia eléctrica	Oh	Ω	volt per ampere	kg⋅m²⋅s⁻³⋅A⁻²
Conducta eléctrica	siemens	S	ampere per volt or inverse ohm	s³⋅A²⋅kg⁻¹⋅m⁻²
Inductancia eléctrica	Henry	H	Ohm segundo	kg⋅m²⋅s⁻²⋅A⁻²
Condenancia eléctrica	farad	F	coulomb per volt	s⁴⋅A²⋅kg⁻¹⋅m⁻²
Flujo magnético	weber	Wb	volt segundo	kg⋅m²⋅s⁻²⋅A⁻¹
Densidad del flujo magnético	tesla	T	weber por metro cuadrado	kg⋅s⁻²⋅A⁻¹

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

Prefijos SI

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

SI multiples of ampere (A)
Valor	Símbolo	Nombre	Valor	Símbolo	Nombre
Submultiples			Múltiples
10⁻¹A	dA	Deciampere	10¹A	daA	decaampere
10⁻²A	cA	centiampere	10²A	hA	hectoampere
10⁻³A	m A	milliampere	10³A	kA	kiloampere
10⁻⁶A	μA	microampere	10⁶A	MA	megaampere
10⁻⁹A	nA	nanoampere	10⁹A	GA	gigaampere
10⁻¹²A	pA	picoampere	10¹²A	TA	teraampere
10⁻¹⁵A	fA	femtoampere	10¹⁵A	PA	petaampere
10⁻¹⁸A	aA	attoampere	10¹⁸A	EA	exaampere
10^{,21 - 21}A	zA	zeptoampere	10²¹A	ZA	zettaampere
10⁻²⁴⁻A	YA	yoctoampere	10²⁴A	YA	Yottaampere
10⁻²⁷A	rA	rontoampere	10²⁷A	RA	ronnaampere
10⁻³⁰A	qA	quectoampere	10³⁰A	QA	quettaampere

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