1分钟物理 | 1安培电流有多强?

历史上的1安培

  1908年在伦敦举行的国际电学大会上,定义1秒时间间隔内从硝酸银溶液中能电解出1.11800.02毫克银的恒定电流为1安培,又称国际安培。

  1946年,国际计量委员会(CIPM)提出定义为:在真空中,截面积可忽略的两根相距1米的平行而无限长的圆直导线内,通以等量恒定电流,导线间相互作用力在1米长度上为2×10⁻⁷牛时,则每根导线中的电流为1安培,又称绝对安培。该定义经1948年第9届国际计量大会(CGPM)通过。

1安培电流有多强?

现在的1安培

  2018年11月16日 ,第26届国际计量大会通过“修订国际单位制”决议,将1安培定义为“1s内(1/1.602176634)×10¹⁹个电荷移动所产生的电流强度”。此定义于2019年5月20日世界计量日起正式生效。

补充说明

(1)电流

  单位时间里通过导体任一横截面的电量叫做电流强度,简称电流,符号为I,单位安培,简称安,符号A。用式子描述为I=q/t。

  因为电流看不见、摸不着,所以我们很难直观地感知它的强弱。如果非要直观感受的话,据说1mA通过人体,就会有麻、痛的感觉;而20mA通过人体,就会呼吸困难;50mA电流,几秒就可以致命。不过,我觉得没有必要亲自验证这个说法。

(2)元电荷

  稍微细心一点就会发现:其实2019年开始生效的新定义里,直接包含了元电荷的数值了。元电荷指的是电子或者质子的电荷量(绝对值),即e=1.602176634×10⁻¹⁹C。这种说法依赖于电荷的量子性,即电荷量存在最小值,而任何电荷量都是元电荷的整数倍。(注:据说夸克的电荷可以是元电荷的1/3或者2/3倍,这个暂时不讨论。)

(3)思考题

  若按照1946年的定义,无限长直导线电流产生磁场的公式B=kI/r中的比例常数k恰好为2×10⁻⁷N/A²,因为这是规定出来的。如果改了定义,那么k还是不是这么大呢?

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