Ampèr

L’ampèr (simbòl A) es l'unitat de mesura del Sistèma internacional d'unitats de l'intensitat du corrent electric.

Un corrent d’un ampèr correspond al transpòrt d'una carga electrica d'un coulomb per segonda mejans una superfícia (seccion de fil, electrolit, tub de vuèit, etc.).

Aquesta unitat del son nom a André-Marie Ampère, que la teoria de l'electrodinamica a fòrçament contribuit a la naissença de la teoria de l'electromagnetisme de Maxwell. Lo mòt ampèr es donc un onomastisme.

Definicion

La définicion de l'ampèr foguèt donada pel Comitat internacional dels peses e mesuras en 1948 atal:

“ Un ampèr es l'intensitat d'un corrent constant que, s'es mantengut dins dos conductors linears e parallels, de longors infinidas, de seccions negligibles e distants d'un mètre dins lo vuèit, produch entre aquestes dos conductors una fòrça lineara egala à 2×10-7 newton per mètre. ”

Una novèla definition de l'ampèr es envisatjada de dos biais:

• del vòlt (a partir de la constanta de Josephson K_J ≡ 483 597,891 GHz/V)
• de l'ohm (a partir de la constanta de von Klitzing R_K ≡ 25 812,807 Ω);

per mesura del corrent electron per electron (la carga d'un electron es notada q = 1,602176487× 10^-19 C).

Pasmens, la coeréncia d'aqueste dos apròches (triangle metrologic « vòlt - ohm - ampèr ») es pas encara mostrada amb lo nivèl de precision que cal.

Exemples

• 1 fA: òrdre de grandor del corrent minimal mesurable per un electromètre de laboratòri;
• 100 pA: òrdre de grandor del corrent minimal mesurable par un multimètre commercial;
• 2 µA: relòtge de cristals liquids;
• 1 mA: protèsi auditiva intraauriculària;
• 10 A: bolhadòria electrica de 2 300 W provesida en 230 V ;
• 15 A: corrent maximal liurat per una presa estandard NEMA-15 120 volts en America del Nòrd;
• 16 A: corrent maximal dins una presa electrica estandard d'Euròpa continentala;
• 500 A: corrent maximal tipic d'una bateriá de plomb d'automobila;
• 871 A: corrent maximal d'un cable nauta tension A enterrat (seccion de conductor 10 cm²).

Procediment de mesura

Mesura impausanta una insercion dins lo circuit

Ampèrmètre

Per un corrent continú, la mesura del corrent per un ampèrmètre (o la foncion ampèrmètre d'un multimètre) es obtenguda per insercion d'una resisténcia electrica calibrada R dins lo circuit çò que permet de transformar lo corrent en tension electrica V a sas bornas. Lo corrent es obtengut per la lei d'Ohm I = U/R.

Galvanomètre

Lo galvanomètre de quadre mobil es un sistèma qu'utiliza una bobina percorreguda pel corrent de mesurar, un aimant permanent e un ressòrt de rampèl que la deformacion traduch la fòrça exercida per l'aimant sul corrent.

Electromètre

Los electromètres modèrnes son basats sux un amplificator electronic de corrent. Al contrari dels multimètres, impausan una casuda de tension gaireben constanta e non pas proporcionala al corrent.

Los electromètres ancians mesuravan la carga comolada. Lo corrent èra deduch coma variacion de la carga per unitat de temps.

Mesura del camp magnetic engendrat

Pinça ampèrmetrica

Multimètre amb pinça ampèrmetrica.

Una pinça ampèrmetric es fondada sus un circuit magnetic (fèrre doç, ferrita,etc.) que s'embarra a l'entorn del fil percorregut pel corrent alternatiu que se vòl mesurar. S'obten un transformator de corrent que lo primari es constituit d'una unica espira (lo conductor sus que la mesura es realizada) e que lo segondari, bobinat a l'interior de la pinça, conten un nombre d'espiras n important, per exemple n = 1000. Circula donc al secondari un corrent n còps mai feble qu'al primari, e es aqueste corrent qu'es mesurat amb un ampèrmètre intèrne (pinça ampèrmetrica autonòma) o extèrne (sonda de corrent). Lo segondari es mai sovent embarrat sus un shunt (resisténcia calibrada); se deduch de la tension a sas bornas lo corrent segondari, e donc lo corrent primari (n còps superior). S'obten atal en sortida una tension instantanèa proporcionala al corrent instantanèu passant los mòrs de la pinça.

Lo dispositiu essent basat sus l'induccion electromagnetica, pòt mesurar pas que los corrents alternatius, qu'induison de variacions de fluses dins l'entrefèrre (lei de Lenz-Faraday); provocant a lor torn la circulacion d'un corrent al segondari. Per de sondes de mesura que la sortida se fa en corrent cal respectar las mèsmas precaucions d'usatge qu'amb los transformators de corrent tradicionals: lo segondari deu pas jamai èsser dubèrt jos pena de clacatge de l'isolant del bobinatge e de destruccion drl transformator. Lo fabricant pòt integrar, a aqueste efièch, un descrestador de tension (per exemple una diòda Transil).

Sonda d'efièch Hall

Las sondas d'efièch Hall son mai sovent de pinças ampèrmrtricas qui mesuran dirèctament lo camp magnetic creat pel corrent. Son utilisables tant per mesurar un corrent continú qu'un corrent alternatiu.

Lo quita principi de l'efièch Hall produch una tension proporcionala a l'intensitat del camp magnetic passant l'entrefèrre, çòqu'es plan practic de realizar e afichar. Mas i a un problèma: lo circuit magnetic es subjècte a la saturacion, e la mesura ne pòt pas èsser lineara sus una granda amplitud de mesura.

Los mòrs tancant lo barrèl miègconductor son dotats d'un bobinatge (que possedís N₂ espiras) provesida per un generator de corrent intèrne d'intensitat I_S. Lo principi es lo seguent: lo generator de corrent, asservit sus la tension de Hall, induguèt dins l'entrefèrre un camp magnetic egal en modul e opausat en argument al camp principal, eissit del corrent de mesurar I_P. Quans la tension de Hall s'anulla, los dos camps an d'amplituds egalas.

En efièch, coma dins un transformator, avèm N₁.I_P = N₂.I_S. Sufís alara de mesurar l'intensitat del corrent I_S necessari a l'anullacion de la tension de Hall per coneisser I_P: avèm I_P = I_s.N₂/N₁, es a dire I_p = I_s.N₂ que l'affichatge de la pinça ampèrmetrica correspond a un sol passatge del conductor a mesurar dins los mòrs.

Aqueste principi demanda mai d'electronica, primièr a causa de la preséncia suplementària del generator de corrent asservit, e segond qu'es necessari de mesurar un corrent (I_S) e non una tension. Mas aquesta topologia possedís un avantatge incontestable: quina que siá la valor de I_S, lo camp magnetic que regne dins l'entrefèrre es nul. Seguís una excellenta linearitat, de biais independent del corrent de mesurar. Se dich que lo captor d'efièch Hall es compensat, aquesta topologia essent designada per l'expression « closed loop » en anglés (literalament « bocla tampada », lo camp de compensacion essent asservit sus la tension de Hall).

Sonde d'efièch Néel

Las sondas d'efièch Néel son de captors de corrent que pòdon se presentar jos forma de bocla dubradissa e flexibla o de captor busbar e que mesuran lo camp magnetic creat pel corrent primari circulant dins lo conductor. Pòdon mesurar de corrent alternatiu e de corrent continú, amb un nivèl de precision nauta, comparabla a aqueste de las mesuras qu'impausan una insercion dins lo circuit.

Multiples e sosmultiples

Bust d'Ampère

Multiples de l'ampèr

10N	Nom	Simbòl	Nombre
1024	iotaampèr	YA	Quadrilion
1021	zetaampèr	ZA	Triliard
1018	exaampèr	EA	Trillion
1015	petaampèr	PA	Biliard
1012	teraampèr	TA	Bilion
109	gigaampèr	GA	Miliard
106	megaampèr	MA	Milion
103	kiloampèr	kA	Mila
102	ectoampèr	hA	Cent
101	decaampèr	daA	Detz
100	ampèr	A	Un
10−1	deciampèr	dA	Decen
10−2	centiampèr	cA	Centen
10−3	miliampèr	mA	Milen
10−6	microampèr	μA	Milionen
10−9	nanoampèr	nA	Miliarden
10−12	picoampèr	pA	Bilionen
10−15	femtoampèr	fA	Biliarden
10−18	atoampèr	aA	Trilionen
10−21	zeptoampèr	zA	Triliarden
10−24	ioctoampèr	yA	Quadrilionen

Nòtas e referéncias

Annèxes

Articles connèxes

• Abampèr
• Ampèr ora
• Ampermètre
• Ampèr per mètre
• Ampèr per mètre carrat

Ligams extèrnes

• Unité de courant électrique (ampère), Bureau international des poids et mesures
• La longue histoire des unités électriques, Gérard Borvon, Christine Blondel, @.Ampère et l'histoire de l'électricité