Ampere
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| Physikalische Einheit | |
|---|---|
| Einheitenname | Ampere
|
| Einheitenzeichen | $ \mathrm {A} $ |
| Physikalische Größe(n) | Stromstärke, magnetische Durchflutung |
| Formelzeichen | $ I $ |
| Dimension | $ {\mathsf {I}} $ |
| System | Internationales Einheitensystem |
| In SI-Einheiten | Basiseinheit |
| Benannt nach | André-Marie Ampère |
Das Ampere [amˈpɛɐ̯] mit Einheitenzeichen A, benannt nach dem französischen Physiker André-Marie Ampère, ist die SI-Basiseinheit der elektrischen Stromstärke und zugleich SI-Einheit der abgeleiteten Größe „magnetische Durchflutung“.
Obwohl man den Nachnamen des Namensgebers mit accent grave schreibt („Ampère“), wird die SI-Einheit im deutschen und englischen Sprachraum üblicherweise ohne Akzent geschrieben, also „Ampere“.
Mit der Definition des Ampere im SI-Einheitensystem ist zugleich der Wert der magnetischen Feldkonstante μ0 festgelegt.
Historisches
Bevor das Ampere als internationale Einheit der Stromstärke festgelegt wurde, gab es eine Reihe von unterschiedlichen Einheiten und Definitionen. In Deutschland und einigen anderen Ländern war die „Webersche Einheit“ der Stromstärke in Gebrauch, dabei war 1 Weber-Einheit = 0,1 Ampere. In Großbritannien schlug man zunächst vor, die Einheit der Stromstärke mit „Galvat“, nach dem italienischen Biophysiker Luigi Galvani, zu benennen, die in etwa dem heutigen Ampere entsprochen hätte.[1] Später wurde ebenfalls eine „Weber-Einheit“ für die Stromstärke eingeführt, die aber einen 10 mal so hohen Wert hatte wie die in Deutschland gebräuchliche. Noch verwickelter wurde es dadurch, dass der Name Weber auch für die Einheit der elektrischen Ladung benutzt wurde, so dass dann die Stromstärke gleich „Weber-Einheit/Sekunde“ war. Zeitweise gab man der Weber-Einheit auch den Namen „Farad“, womit später die Einheit der elektrischen Kapazität benannt wurde.[2]
Stromstärke als Basiseinheit
Würde man die Stromstärke mit einer abgeleiteten Einheit messen, wie das etwa beim CGS-Einheitensystem geschieht, so ließen sich die elektrischen Größen durch die Basiseinheiten nur mit nicht ganzzahligen Exponenten ausdrücken. Um das zu vermeiden, wurde schon 1939 die Einheit der Stromstärke als weitere Basiseinheit vorgeschlagen.
Historische Ampere-Definition
1898 wurde 1 Ampere im „Gesetz, betreffend die elektrischen Maßeinheiten“[3] des Deutschen Kaiserreichs als die Stärke desjenigen Stromes definiert, der aus einer wässrigen Silbernitrat-Lösung mittels Elektrolyse in einer Sekunde 1,118 mg Silber abscheidet. Das so definierte Ampere ist später als internationales Ampere bezeichnet worden; das mit den restlichen Basiseinheiten kompatible dagegen als absolutes Ampere.[4]
Aktuelle Definition
Seit 1948 wird das Ampere wie folgt über die Lorentzkraft zweier Leiter aufeinander definiert:
- 1 A ist die Stärke des zeitlich konstanten elektrischen Stromes, der im Vakuum zwischen zwei parallelen, unendlich langen, geraden Leitern mit vernachlässigbar kleinem, kreisförmigem Querschnitt und dem Abstand von 1 m zwischen diesen Leitern eine Kraft von 2·10−7 Newton pro Meter Leiterlänge hervorrufen würde.[5]
Ein Ampere entspricht einem Fluss von 1 Coulomb pro Sekunde durch den Leiterquerschnitt:
- 1 Ampere = 1 Coulomb pro Sekunde
- $ 1\,\mathrm {A} =1{\frac {\mathrm {C} }{\mathrm {s} }}=1\,\mathrm {C} \cdot \mathrm {s} ^{-1} $
Dies bedeutet einen Durchsatz von 6,24151·1018 (etwa 6 Trillionen) Elektronen pro Sekunde.
- 1 Ampere = 1 Watt pro Volt
- $ 1\,\mathrm {A} =1{\frac {\mathrm {W} }{\mathrm {V} }}=1\,\mathrm {W} \cdot \mathrm {V} ^{-1} $
Vorschläge zur zukünftigen Definition
Im Oktober 2005 beschloss das Internationale Komitee für Maß und Gewicht (CIPM) die Vorbereitungen für eine Neudefinition der Einheiten Kilogramm, Ampere, Kelvin und Mol zu treffen, basierend auf Naturkonstanten, um diese auf der nächsten Generalkonferenz im Jahr 2011 beschließen zu können.[6] Daraufhin wurde im Jahr 2006 ein Vorschlag zur Umsetzung veröffentlicht.[7] Gemäß diesem Vorschlag wäre das Ampere definiert durch den Fluss einer bestimmten Menge von Partikeln mit der Elementarladung pro Zeit.
Einzelnachweise
- ↑ J. G. Crowther: British Scientists of the Nineteenth Century, Routledge & Kegan Paul, London, 2009, S. 246
- ↑ Wilhelm Jaeger: Die Entstehung der internationalen Maße der Elektrotechnik, Julius Springer Verlag, Berlin 1932, S. 8–9
- ↑ Gesetz auf WikiSource
- ↑ Ernst Schmidt: Stand unserer Kenntnis der grundlegenden Einheiten und Konstanten der Physik und Technik. In: Naturwissenschaften. Band 34, Nr. 3, 1947, S. 93, doi:10.1007/BF00663124.
- ↑ Das Internationale Einheitensystem (SI). Deutsche Übersetzung der BIPM-Broschüre „Le Système international d‘unités/The International System of Units (8e edition, 2006)“. In: PTB-Mitteilungen. Band 117, Nr. 2, 2007, S. 156 (PDF, 1,4 MB).
- ↑ CIPM: Preparative steps towards new definitions of the kilogram, the ampere, the kelvin and the mole in terms of fundamental constants. (PDF; 103 kB) 7. Oktober 2005, abgerufen am 5. Februar 2010 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- ↑
Weblinks
Wikisource: Gesetz, betreffend die elektrischen Maßeinheiten. Vom 1. Juni 1898 (Deutsches Reich) - Ampere-Definition (LEIFI)
- Ampere: Einzelelektronentunneln (SET). Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Forschung zum neuen SI.
