Ampere

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 „Ampère“ mit accent grave schreibt, wird die SI-Einheit im deutschen und englischen Sprachraum üblicherweise ohne Akzent, also „Ampere“, geschrieben.

Mit der Definition des Ampere im SI-Einheitensystem ist zugleich der Wert der magnetische 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 wurde eine zehnmal so große Einheit unter demselben Namen verwendet, die in etwa dem heutigen Ampere entspricht. 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.<ref>Wilhelm Jaeger: Die Entstehung der internationalen Maße der Elektrotechnik, Julius Springer Verlag, Berlin 1932, S. 8–9</ref>

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“<ref>Gesetz auf WikiSource</ref> 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.<ref> Ernst Schmidt: Stand unserer Kenntnis der grundlegenden Einheiten und Konstanten der Physik und Technik. In: Naturwissenschaften. 34, Nr. 3, 1947, S. 93, doi:10.1007/BF00663124.</ref>

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.<ref> 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. 117, Nr. 2, 2007 (übersetzt von Cecile Charvieux), S. 156 (PDF, 1,4 MB).</ref>

Ein Ampere entspricht einem Fluss von 1 Coulomb pro Sekunde durch den Leiterquerschnitt:

1 Ampere = 1 Coulomb pro Sekunde

<math>1 \,\mathrm A = 1 \frac {\mathrm C}{\mathrm s} = 1 \,\mathrm C \cdot \mathrm s^{-1}</math>

Dies bedeutet einen Durchsatz von 6,24151·10¹⁸ (etwa 6 Trillionen) Elektronen pro Sekunde.

1 Ampere = 1 Watt pro Volt

<math>1 \, \mathrm A = 1 \frac {\mathrm W}{ \mathrm V} = 1 \,\mathrm W \cdot \mathrm V^{-1}</math>

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.<ref>CIPM: Preparative steps towards new definitions of the kilogram, the ampere, the kelvin and the mole in terms of fundamental constants. 7. Oktober 2005, abgerufen am 5. Februar 2010 (PDF; 103 kB, english). </ref> Daraufhin wurde im Jahr 2006 ein Vorschlag zur Umsetzung veröffentlicht.<ref> Ian M Mills u. a.: Redefinition of the kilogram, ampere, kelvin and mole: a proposed approach to implementing CIPM recommendation 1 (CI-2005). In: Metrologia. Nr. 43, 2006, S. 227–246, doi:10.1088/0026-1394/43/3/006 (englisch).</ref> Gemäß diesem Vorschlag wäre das Ampere definiert durch den Fluss einer bestimmten Menge von Partikeln mit der Elementarladung pro Zeit.

Einzelnachweise

<references />

Weblinks

• Ampere-Definition (LEIFI)
• Ampere: Einzelelektronentunneln (SET). Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Forschung zum neuen SI.