Ampeeri

Ampeeri (yksikön tunnus A) on SI-järjestelmän mukainen yksikkö sähkövirralle, joka on yksi perussuureista. Nykyisin ampeeri on määritelty antamalla alkeisvaraukselle kiinteä lukuarvo 1,602 176 634 ⋅ 10−19 kun varauksen yksikkönä on coulombi eli ampeerisekunti. Sekunti vuorostaan on määritelty cesiumin erään taajuuden (cesium-133-atomin häiriintymättömän perustilan ylihienorakenteen kahden energiatason välistä siirtymää vastaavan säteilyn taajuuden, ΔtCs) avulla.

 Historia 
pienoiskuva|André-Marie Ampèren muotokuva (1891).
Ampeeri esiteltiin sähkövirran yksiköksi kansainvälisessä tapaamisessa International Electrical Congress vuonna 1893. Sitä kutsuttiin tämän jälkeen kansainväliseksi sähkövirraksi (). Vuoden 1908 kansainvälisessä konferenssissa määritelmä myös vahvistettiin.

Ampeerin oli tarkoitus olla kymmenesosa cgs-järjestelmän sähkömagneettisesta virtayksiköstä. Sähkömagneettinen virtayksikkö oli virta, joka kulkiessaan kahdessa yhdensuuntaisessa, 1 cm:n päässä toisistaan olevassa johtimessa aiheutti näiden johtimien välille kahden dynen voiman senttimetriä kohti. Mittausteknisistä syistä ampeerille kuitenkin vahvistettiin elektrolyysiin perustuva virallinen määritelmä. Sen mukaan yhden ampeerin virta vapautti hopeanitraattiliuoksesta sekunnissa 1,118 mg hopeaa. Myöhemmin tarkemmat mittaukset osoittivat, että näin määritelty kansainvälinen ampeeri oli hieman tarkoitettua pienempi; 0,099985 sähkömagneettista virtayksikköä eli 0,99985 nykyistä ampeeria.

Vuonna 1933 kahdeksannessa mitta- ja painokonferenssissa (, lyhennetään CGPM) tuotiin voimakkaasti esille elektrolyysiin perustuvan määritelmän heikkoudet. Vuonna 1948 yhdeksännessä yleisessä mitta- ja painokonferenssissa ampeerille vahvistettiin uusi määritelmä. Sen mukaan kahdessa toisistaan metrin päässä samansuuntaisesti tyhjiössä kulkevassa äärettömän pitkässä ja ohuessa johtimessa kulkee molemmissa yhden ampeerin tasasähkövirta, jos niiden välille syntyy 2 ⋅ 10−7 newtonin suuruinen voima johdinmetriä kohti.

Asiallisesti ottaen tämä merkitsi paluuta alkuperäiseen määritelmään, joka vain muotoiltiin uudestaan käyttämättä cgs-yksiköitä apuna. Niinpä ampeerin määritelmässä ei enää esiintynyt CGS-järjestelmän voimayksikköä dyne, vaan se korvattiin newtonilla.

Vuoden 2007 mitta- ja painokonferenssissa ehdotettiin ampeerin määrittelemistä uudelleen alkeisvarauksen avulla. Tällöin ehdotettiin määritelmää, jonka mukaan alkeisvaraus olisi ollut tarkalleen 1,60217653 ⋅ 10−19 ampeerisekuntia eli coulombia.  Uusi määritelmä vahvistettiin kuitenkin vasta 26. yleisessä paino- ja mittakonferenssissa vuonna 2018. Se perustuu alkeisvaraukseen, jolle kiinnitettiin arvo 1,602176634 ⋅ 10−19 coulombia. Koska yksi coulombi on yksikkönä sama kuin yksi ampeerisekunti (A · s), määräytyy ampeeri nyt alkeisvarauksen ja sekunnin määritelmien kautta. Uusi määritelmä tuli voimaan 20. toukokuuta 2019.

Ampeeri on saanut nimensä sähkömagnetismin varhaisen tutkijan André-Marie Ampèren mukaan. Yksikön tunnus kirjoitetaan siksi isolla kirjaimella, mutta yksikön nimi pienellä alkukirjaimella erotukseksi sukunimestä.

 Johdannaisyksiköitä 
Virrantiheyden (tunnus j) yksikkö on A/m2.

Sähkövarauksen (tunnus Q) yksikkö coulombi voidaan ilmoittaa ampeerin ja sekunnin avulla 1 C = 1 A s.

Jännitteen (tunnus U) yksikkö voltti saadaan tehon ja ampeerin avulla 1 V = 1 W/A.

Energian (tunnus E) yksikkö joule saadaan 1 J = 1 V A s.

Resistanssin (tunnus R) yksikkö ohmi saadaan 1 Ω = 1 V/A , kapasitanssin (tunnus C) yksikkö faradi 1 F = 1 C/V  ja induktanssin (tunnus L) henri saadaan weberin avulla 1 H = 1 Wb/A.

 SI-kertoimet 
Ampeeria pienempiä sähkövirran yksiköitä ovat esimerkiksi milliampeeri (1 mA = 1 tuhannesosa ampeeria) ja mikroampeeri (1 µA = 1 miljoonasosa ampeeria). Kaikki muut kerrannaiset ovat
 Kerroin Nimi Tunnus Kerroin Nimi Tunnus 100 ampeeri A       101 deka-ampeeri daA 10−1 desiampeeri dA 102 hehtoampeeri hA 10−2 senttiampeeri cA 103 kiloampeeri kA 10−3 milliampeeri mA 106 mega-ampeeri MA 10−6 mikroampeeri µA 109 giga-ampeeri GA 10−9 nanoampeeri nA 1012 tera-ampeeri TA 10−12 pikoampeeri pA 1015 peta-ampeeri PA 10−15 femtoampeeri fA 1018 eksa-ampeeri EA 10−18 attoampeeri aA 1021 tsetta-ampeeri ZA 10−21 tseptoampeeri zA 1024 jotta-ampeeri YA 10−24 joktoampeeri yA

 Katso myös 
 Voltti
 Virtamittari
 Sähköyksiköt 
 Ampeeritunti

  Lähteet  





  Viitteet  

Luokka:Sähkövirran yksiköt
Luokka:SI-järjestelmän perusyksiköt
Luokka:Seulonnan keskeiset artikkelit