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암페어

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목차

1. 개요

암페어(ampere, 기호: A)는 전류의 SI 기본 단위로, 기본 전하량 e를 사용하여 정의된다. 1 암페어는 1초 동안 기본 전하의 1/(1.602176634 × 10⁻¹⁹) 배의 전하가 흐르는 전류의 세기이다. 2019년 이전에는 두 개의 평행한 도선에 작용하는 힘을 이용하여 정의되었으나, 현재는 기본 전하량을 기준으로 정의된다. 암페어는 쿨롱, 볼트, 옴 등 다양한 유도 단위의 기반이 되며, SI 접두어를 사용하여 다양한 크기의 전류를 나타낼 수 있다.

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암페어
기본 정보
이동철 전류계의 데모 모델. 코일을 통과하는 전류가 증가함에 따라 플런저가 코일 안으로 더 많이 당겨지고 포인터가 오른쪽으로 빗나갑니다.
표준국제단위계
물리량전류
기호A
차원I
이름의 유래앙드레마리 앙페르
로마자 표기ampeeo
로마자 표기(미국식)ampieo
정의
정의전기 소량을 C로 고정함으로써 결정되는 전류
구 정의진공에서 1 m 간격으로 평행하게 배치된 무한히 작은 원형 단면적을 갖는 무한히 긴 두 개의 직선 도체 각각을 흐르고, 이들 도체의 길이 1 m당 2×10N의 힘을 가하는 일정한 전류
관계 단위
파생 단위없음
관련 단위암페어회수
기타
참고전기 회로에서 전류의 세기를 나타내는 단위이며, 전하의 흐름률을 측정한다.
추가 정보번개와 같은 자연 현상부터 전자 기기까지 다양한 곳에서 전류의 크기를 나타내는 데 사용된다.
관련 링크볼트·암페어·와트 - 전기 기초 지식 (주부전력)
참고 자료국제 도량형국 (BIPM)
기본 단위 정의: 암페어 (미국 국립표준기술연구소)
암페어의 SI 정의 실행 (BIPM)

2. 정의

암페어(기호는 A)는 전류의 SI 단위이며, 기본전하 ''e''를 단위 C(A·s와 같다)로 나타낼 때, 그 수치를 1.602176634 × 10⁻¹⁹로 정함으로써 정의된다. 여기서 초는 ''∆ν''Cs에 의해 정의된다.[24][25] ''∆ν''Cs는 세슘-133 원자의 섭동 없는 기저 상태 초미세 전이 주파수이다.

1 암페어는 1초 동안 기본 전하의 1/(1.602176634 × 10⁻¹⁹) 배의 전하(전자 또는 양자 6.24150907446 × 10¹⁸개에 상당)가 흐르는 전류의 세기이다.[26]

2019년 이전에는 암페어를 다음과 같이 정의했다.

> 진공 중에 1미터 간격으로 평행하게 배치된 무한히 작은 원형의 단면을 가진 무한히 긴 두 개의 직선상 도체 각각을 흐르며, 이들 도체의 길이 1미터당 2×10⁻⁷ 뉴턴의 힘을 서로 미치도록 하는 '''직류 전류''' 또는 이것으로 정의한 암페어로 나타낸 순시값의 제곱의 한 주기 평균의 제곱근이 1인 '''교류 전류'''

하지만 2019년 SI 단위계 개정으로 기본 전하량을 기준으로 암페어를 정의하게 되면서, 직류와 교류의 구분은 폐지되었다.[27][28]

2. 1. 쿨롱과의 관계

2018년 11월 16일 제26차 국제도량형총회(CGPM)에서 암페어 정의가 개정되면서, 기본전하는 정확히 로 정의되었다.[29][30] 이에 따라 암페어는 매초 1쿨롱의 전하를 흘리는 전류가 1암페어라는 것으로 재정의되었고, 이전 정의와의 의존 관계가 역전되었다.

SI 전하 단위인 쿨롱은 "1암페어의 전류가 1초 동안 운반하는 전하량"이다.[19] 반대로, 1암페어의 전류는 1초 동안 주어진 지점을 통과하는 1쿨롱의 전하량이다.

:\rm 1\ A=1\,\text{C/s}.

암페어는 쿨롱(암페어초)이나 암페어시와 혼동해서는 안 된다. 암페어는 전류의 단위이고, 쿨롱(암페어초)이나 암페어시는 전하(전기량)의 단위이다. 국제단위계에서 정전류, 순간전류, 평균전류는 암페어로 표현되는 반면, 어떤 부피 내에 축적된 전하량이나 일정 시간 내에 어떤 면을 통과한 전하량은 쿨롱으로 표현된다. 쿨롱과 암페어(쿨롱/초)의 관계는 줄과 와트(줄/초), 미터와 미터/초의 관계와 유사하다.

3. 역사

앙드레마리 앙페르의 이름을 딴 암페어는 1881년 국제전기박람회에서 전류의 표준 단위로 확립되었다.[11] 암페어는 원래 센티미터-그램-초 단위계(CGS 단위계)에서 전류 단위의 1/10으로 정의되었으며, 이는 현재 앱암페어로 알려져 있다.[11]

"국제 암페어"는 암페어의 초기 구현으로, 질산은 용액에서 1초당 0.001118g의 은을 침전시키는 전류로 정의되었다.[12] 이후 측정 결과, 이 전류는 0.99985A임이 밝혀졌다.[12]

1948년 이전에는 은의 전기분해 석출률을 기반으로 하는 '''국제 암페어'''(international ampere영어)라는 정의가 사용되었다. 국제 암페어는 1893년 국제 전기 회의에서 발표된 후, 1908년 만국 전기 단위 회의에서 승인된 국제 전기 단위 중 하나였다.[32] 현재 정의에 따른 암페어는 국제 암페어와 대비할 때 절대 암페어라고 불리며, 1 국제 암페어 = 0.99985 절대 암페어이다.[22]

3. 1. 2019년 이전 정의

2019년까지 국제단위계(SI)에서 암페어는 다음과 같이 정의되었다. 암페어는 무한히 길고 무시할 수 있을 만큼 작은 원형 단면적을 가진 두 개의 평행한 직선 도체에 유지되는 일정한 전류로서, 진공에서 1미터 떨어져 있을 때 이들 도체 사이에 길이 1미터당 2 × 10−7 뉴턴의 힘을 발생시키는 전류이다.[13][14] 이 단위는 앙드레마리 앙페르의 이름을 따 명명되었다.

앙페르의 힘 법칙[15][16]에 따르면, 전류가 흐르는 두 개의 평행한 도선 사이에는 인력 또는 척력이 작용한다. 이 힘은 암페어의 공식적인 정의에 사용되었다.[36][37]

이 정의는 1954년 제10차 CGPM에서 전류의 기본 단위로 공식적으로 결정되었다.[38]

암페어 정의를 설명하는 참고 그림

4. 현시

2019년 이전의 정의에 따른 암페어의 값은 전류저울(또는 키블 저울)을 통해 나타낼 수 있지만, 실제로는 전압과 전기 저항의 단위, 즉 볼트(V)와 옴(Ω)으로부터 옴의 법칙을 이용하여 측정하는 것이 더 용이하다. 볼트는 조셉슨 효과를 통해, 옴은 양자 홀 효과를 통해 암페어보다 더 쉽게 나타낼 수 있다.[40]

현재 암페어를 나타내는 기술은 1×10⁻⁷의 상대 불확실성을 갖는다.

5. SI 접두어

다른 SI 단위와 마찬가지로, 암페어는 접두어를 추가하여 10의 거듭제곱을 곱할 수 있다.

10n접두어기호십진수명칭 10n접두어기호십진수명칭
10-1데시d0.1십분의 일 101데카da10십
10-2센티c0.01백분의 일 102헥토h100백
10-3밀리m0.001천분의 일 103킬로k1,000천
10-6마이크로µ0.000001백만분의 일 106메가M1,000,000백만
10-9나노n0.000000001십억분의 일 109기가G1,000,000,000십억
10-12피코p0.000000000001일조분의 일 1012테라T1,000,000,000,000일조
10-15펨토f0.000000000000001천조 분의 일 1015페타P1,000,000,000,000,000천조
10-18아토a0.000000000000000001백경 분의 일 1018엑사E1,000,000,000,000,000,000백경
10-21젭토z0.000000000000000000001십해 분의 일 1021제타Z1,000,000,000,000,000,000,000십해
10-24욕토y0.000000000000000000000001일자 분의 일 1024요타Y1,000,000,000,000,000,000,000,000일자


6. 암페어에서 유도된 단위

국제단위계(SI)는 초, 미터, 킬로그램, 켈빈, 암페어, 몰, 칸델라의 7개 SI 기본 단위를 기반으로 한다. 이들은 각각 시간, 길이, 질량, 온도, 전류, 물질량, 광도의 7가지 기본 물리량(차원)을 나타낸다. 다른 모든 SI 단위는 이들 기본 단위를 사용하여 정의된다. 이러한 SI 유도 단위는 와트, 볼트, 럭스 등과 같이 특별한 이름이 부여될 수도 있고, 미터 매 초와 같이 다른 단위로 정의될 수도 있다. 암페어에서 유도된 특별한 이름을 가진 단위는 다음과 같다.

물리량단위기호의미SI 기본 단위로 표현
전하쿨롱C암페어 초A⋅s
전위차볼트V줄 매 쿨롱kg⋅m2⋅s−3⋅A−1
전기 저항옴Ω볼트 매 암페어kg⋅m2⋅s−3⋅A−2
전기 전도도지멘스S암페어 매 볼트 또는 옴의 역수s3⋅A2⋅kg−1⋅m−2
전기 인덕턴스헨리H옴 초kg⋅m2⋅s−2⋅A−2
전기 용량패럿F쿨롱 매 볼트s4⋅A2⋅kg−1⋅m−2
자속웨버Wb볼트 초kg⋅m2⋅s−2⋅A−1
자속 밀도테슬라T웨버 매 제곱미터kg⋅s−2⋅A−1


7. 符号位置 (유니코드)

유니코드에는 CJK 호환용 문자로 다음과 같은 문자가 포함되어 있다.

기호유니코드JIS X 0213문자 참조명칭
㏀U+3380-㎀피코암페어
㎁U+3381-㎁나노암페어
㎂U+3382-㎂마이크로암페어
㎃U+3383-㎃밀리암페어
㎄U+3384-㎄킬로암페어
㌂U+3302-㌂전각 암페어



이들은 기존 문자 코드에 대한 하위 호환성을 위해 포함된 것이며, 사용은 권장되지 않는다.[41][42]

참조

[1] 간행물 null null
[2] 간행물 null null
[3] 웹사이트 Definition of ampere 2020-09-29
[4] 간행물 SI brochure BIPM 2011-11-19
[5] 웹사이트 Bureau International des Poids et Mesures https://www.bipm.org[...] 2011-11-21
[6] 웹사이트 Mise en pratique for the definition of the ampere in the SI https://www.bipm.org[...] 2022-02-18
[7] 간행물 SI brochure BIPM 2011-11-19
[8] 웹사이트 Base unit definitions: Ampere http://physics.nist.[...] 2010-09-28
[9] 웹사이트 Draft Resolution A "On the revision of the International System of units (SI)" to be submitted to the CGPM at its 26th meeting (2018) https://www.bipm.org[...] 2018-10-28
[10] 서적 Electric Universe Three Rivers Press
[11] 간행물 A short history of the SI units in electricity http://alpha.montcla[...] Montclair
[12] 웹사이트 History of the ampere http://www.sizes.com[...] Sizes 2023-09-20
[13] 웹사이트 The International System of Units (SI) https://www.bipm.org[...] International Bureau of Weights and Measures 2021-12-16
[14] 서적 Physical Chemistry: Understanding our Chemical World https://books.google[...] John Wiley & Sons
[15] 서적 Serway's principles of physics: a calculus based text https://books.google[...] Thompson Brooks/Cole
[16] 웹사이트 Beyond the Kilogram: Redefining the International System of Units https://www.nist.gov[...] National Institute of Standards and Technology 2008-12-03
[17] 간행물 SI brochure BIPM
[18] 웹사이트 ampere (A) https://www.npl.co.u[...] 2019-05-21
[19] 웹사이트 The International System of Units (SI) http://www.bipm.org/[...] Bureau International des Poids et Mesures
[20] 웹사이트 ボルト・アンペア・ワット - 電気のマメ知識｜中部電力 https://www.chuden.c[...] 2022-06-15
[21] 문서 国際単位系（SI）第9版（2019）
[22] 문서 共立化学大辞典第 26 版 (1981)
[23] 웹사이트 Bureau International des Poids et Mesures http://www.bipm.fr/u[...] 2011-11-21
[24] 문서 国際単位系（SI）第9版（2019）
[25] 문서 null
[26] 웹사이트 基本単位の標準（電気） https://unit.aist.go[...]
[27] 웹사이트 国際単位系の定義改定について https://www.meti.go.[...] 2019-04
[28] 웹사이트 計量単位令の一部を改正する政令 https://www.meti.go.[...] 2019-05-14
[29] 웹사이트 計量単位令 {{!}} e-Gov法令検索 https://laws.e-gov.g[...] 2022-07-22
[30] 웹사이트 ○計量単位令（平成四年政令第三百五十七号） https://www.meti.go.[...] 経済産業省 2022-07-23
[31] 웹사이트 A short history of the SI units in electricity http://alpha.montcla[...] Montclair
[32] 문서 国際文書 国際単位系 (SI) 第 8 版日本語版 (2006)
[33] 웹사이트 History of the ampere http://www.sizes.com[...] Sizes
[34] 서적 Serway's principles of physics: a calculus based text https://books.google[...] Thompson Brooks/Cole
[35] 웹사이트 Beyond the Kilogram: Redefining the International System of Units http://www.nist.gov/[...] 미국 국립표준기술연구소 2008-03
[36] 논문 改定国際単位系における電気標準 https://unit.aist.go[...] 産総研 計量標準総合センター 物理計測標準研究部門
[37] 서적 Physical Chemistry: Understanding our Chemical World https://books.google[...] John Wiley & Sons
[38] 문서 국제단위계(SI) 제9판(2019)
[39] 문서 CODATA Value
[40] 웹사이트 SI brochure http://www.bipm.org/[...] BIPM 2016-05-09
[41] 웹사이트 CJK Compatibility https://www.unicode.[...] The Unicode Consortium 2015-00-00
[42] 웹사이트 The Unicode Standard, Version 8.0.0 http://www.unicode.o[...] The Unicode Consortium 2015-00-00
[43] 웹사이트 SI brochure http://www.bipm.org/[...] BIPM 2011-11-19


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