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Articulo de referencia

Amperio

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El amperio [ nota 1 ] (símbolo: A ), [ 4 ] a menudo abreviado como amperio , [ 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 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 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 que se mueven cada1,602 176 634 segundos, o aproximadamente6,241 509 074 × 10 18 cargas elementales moviéndose en un segundo. Antes de la redefinición, el amperio se definía como la corriente que pasa a través de dos cables paralelos separados por 1 metro que produce una fuerza magnética de2 × 10 −7 newtons por metro.

El sistema CGS anterior tenía dos unidades de corriente, una estructurada de forma similar a la del SI y la otra que utilizaba la ley de Coulomb como relación fundamental, con la unidad de carga CGS definida midiendo la fuerza entre dos placas metálicas cargadas. La unidad de corriente CGS 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), 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, un convenio internacional, firmado 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 manera 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 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 también puede expresarse en términos de otras unidades mediante la relación I = P / V , de modo que 1  A = 1  W/V. La corriente se puede medir con un multímetro , un dispositivo que puede medir voltaje, corriente y resistencia eléctrica.

Definición anterior en el SI

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

El amperio es aquella corriente constante que, si se mantiene en dos conductores rectos paralelos de longitud infinita, de sección transversal 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 atractiva o repulsiva entre dos cables paralelos que transportan una corriente eléctrica. Esta fuerza se utilizó en la definición formal del amperio, dando a la permeabilidad magnética del vacío (constante magnética, μ 0 ) un valor de exactamente 4π  ×  10 −7 henrios por metro (H/m, equivalente a N/A 2 ). La unidad SI de carga, el culombio , se definió entonces como "la cantidad de electricidad transportada en 1 segundo por una corriente de 1 amperio". [ 13 ] : 144 En general, la carga Q se determinó mediante una corriente constante I que fluye 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 mediante la ley de Ohm a partir de las unidades de fuerza electromotriz y resistencia , el voltio y el ohmio , ya que estos dos últimos podían vincularse a fenómenos físicos 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 como valor numérico fijo la carga elemental e .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. [ 18 ]

La unidad SI de carga, 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 (aproximadamente6,241 509 × 10 18 cargas elementales) pasando por un punto dado por segundo, o equivalentemente 10 19 cargas elementales cada1,602 176 634 segundos:

1 A=1 C/s=6.241509×1018mi/s=1019mi1.602176634 s.{\displaystyle 1{\text{ A}}=1{\text{ C/s}}=6.241\,509\times 10^{18}\,e{\text{/s}}={\frac {10^{19}\,e}{1.602\,176\,634{\text{ s}}}}.}

Con el segundo definido en términos de ∆ ν Cs , la frecuencia de transición hiperfina del cesio-133, el amperio puede expresarse en términos de e y ∆ ν Cs : [ 20 ]1 A=1 C/s=(1019mi1.602176634)(ΔνCs9192631770)≈6.7896868×108miΔνCs.{\displaystyle 1{\text{ A}}=1{\text{ C/s}}={\Big (}{\frac {10^{19}\,e}{1.602\,176\,634}}{\Big )}{\Big (}{\frac {\Delta \nu _{\text{Cs}}}{9\,192\,631\,770}}{\Big )}\approx 6.789\,6868\times 10^{8}\,e\,\Delta \nu _{\text{Cs}}.}La corriente constante, instantánea y promedio se expresa en amperios (como en "la corriente de carga es de 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 es30 000  C "). La relación del amperio (A  =  C/s) con el culombio (C) es la misma que la del vatio (W  =  J/s) con el julio (J).

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 magnitud física o "dimensiones" ( tiempo , longitud , masa , temperatura , corriente eléctrica, cantidad de sustancia e intensidad luminosa , respectivamente). Todas las demás unidades del SI se definen a partir de estas. Estas unidades derivadas del SI pueden recibir nombres especiales, como vatio, voltio, lux , etc., o definirse en términos de otras, como metro por segundo . Las unidades con nombres especiales derivadas del amperio son:

También existen algunas unidades del SI que se utilizan con frecuencia en el contexto de la ingeniería eléctrica y los electrodomésticos, pero que se definen independientemente del amperio, como 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 multiplica por una potencia de 10 .

Véase también

Notas

  1. ↑ / ˈ æ m p ɛər /ⓘ AM -pair, EE. UU. : / ˈ æ m p ɪər /ⓘ AM -peer; [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]

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{{cite encyclopedia}}: Mantenimiento de CS1: configuración sobrescrita ( enlace )
  2. ↑ Wells, John C. (2008), Longman Pronunciation Dictionary (3.ª ed.), Harlow: Pearson Education, ISBN  978-1-4058-8118-0
  3. ↑ "ampere" , Diccionario Merriam-Webster.com , Merriam-Webster, OCLC 1032680871 , consultado el 29 de septiembre de 2020 
  4. ↑ "2. Unidades base del SI" , folleto del SI (8.ª ed.), BIPM, archivado del original el 7 de octubre de 2014 , consultado el 19 de noviembre de 2011. 
  5. ↑ El SI solo admite el uso de símbolos y desaconseja el uso de abreviaturas para las unidades. «Bureau International des Poids et Mesures» (PDF) , 2006, pág. 130, archivado del original (PDF) el 14 de agosto de 2017 , consultado el 21 de noviembre de 2011. 
  6. 1 2 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 del original el 3 de febrero de 2012 , consultado el 19 de noviembre de 2011. 
  8. ↑ "Definiciones de unidades base: Ampere" , Physics.nist.gov , archivado del original el 25 de abril de 2017 , recuperado 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 26.ª reunión (2018) (PDF) , archivado del original (PDF) el 29 de abril de 2018 , consultado el 28 de octubre de 2018.
  10. ↑ Bodanis, David (2005), Electric Universe , Nueva York: Three Rivers Press, ISBN 978-0-307-33598-2
  11. ↑ Kowalski, L (1986), "Una breve historia de las unidades del SI en electricidad" , The Physics Teacher , 24 (2), Montclair: 97–99 , Bibcode : 1986PhTea..24...97K , doi : 10.1119/1.2341955 , archivado del original el 14 de febrero de 2002
  12. ↑ Historia del amperio , Tamaños, 1 de abril de 2014, archivado del original el 20 de octubre de 2016 , consultado el 20 de septiembre de 2023.
  13. 1 2 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 , recuperado el 16 de diciembre de 2021
  14. ↑ Monk, Paul MS (2004), Química física: Entendiendo nuestro mundo químico , John Wiley & Sons, ISBN 0-471-49180-2
  15. ↑ Serway, Raymond A; Jewett, JW (2006), Principios de física de Serway: un texto basado en cálculo (Cuarta ed.), Belmont, CA: Thompson Brooks/Cole, pág. 746, ISBN   0-53449143-XArchivado del 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 del original el 21 de marzo de 2008 , consultado el 3 de diciembre de 2008.
  17. 1 2 "Apéndice 2: Realización práctica de las definiciones de unidades: Magnitudes eléctricas" , folleto del SI , BIPM{{citation}}: CS1 maint: servicio de archivado obsoleto ( enlace )
  18. ↑ "ampere (A)" , www.npl.co.uk , archivado del original el 25 de marzo de 2025 , recuperado el 21 de mayo de 2019
  19. ↑ El Sistema Internacional de Unidades (SI) (PDF) (8.ª ed.), Oficina Internacional de Pesos y Medidas , 2006, pág. 144, archivado (PDF) del original el 5 de noviembre de 2013.  .
  20. ↑ "Unidad base del SI: amperio (A)" , Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM) , 2019 , consultado el 3 de junio de 2025.
  • Referencia del NIST sobre constantes, unidades e incertidumbre
  • Definición NIST de amperio y μ 0