domingo, 25 de octubre de 2015

Unidades de medida

Unidades de electromagnetismo

abampere o abamperio (abreviado aA) o biot (abreviado bi) es la unidad de corriente eléctrica del Sistema Cegesimal de Unidades(centímetro - gramo - segundo), equivalente a 10 amperios en el sistema absoluto metro - kilogramo - segundo.1 Se define como la magnitud de la corriente que induce un campo magnético tal que ejerce una fuerza de 2π dinas en el centro de un círculo conductor de 1cm de radio.2
El abamperio centímetro cuadrado es una unidad derivada de la anterior. Es la unidad de momento magnético en el Sistema Cegesimal.
  








abvoltio (de símbolo abV) es una opción para la unidad de diferencia de potencial en el Sistema Cegesimal de Unidades (cgs).
Es igual a:
La diferencia de potencial de 1 abV, impulsará una corriente de un abamperio a través de una resistencia de un abohmio.
En las aplicaciones prácticas, se prefieren los voltios y sus múltiplos. La norma nacional en los Estados Unidos1 desaprueba el uso del abvolt, y sugiere el uso de voltios en su lugar.
La otra opción en el sistema CGS es el statvolt.







amperio3 o ampere4 (símbolo A), es la unidad de intensidad de corriente eléctrica. Forma parte de lasunidades básicas en el Sistema Internacional de Unidades y fue nombrado en honor al matemático y físico francésAndré-Marie Ampère. El amperio es la intensidad de una corriente constante que, manteniéndose en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro en el vacío, produciría una fuerza igual a 2×10-7 newton por metro de longitud.
El amperio es una unidad básica, junto con el metro, el segundo, y el kilogramo.5 Su definición no depende de la cantidad de carga eléctrica, sino que a la inversa, el culombio es una unidad derivada definida como la cantidad de carga desplazada por una corriente de un amperio en un período de tiempo de un segundo.
Como resultado, la corriente eléctrica es una medida de la velocidad a la que fluye la carga eléctrica. Un amperio representa el promedio de un culombio de carga eléctrica por segundo.
\mathrm{1 \,A= 1 \frac{\,C}{s}} \,

Definición

Ilustración de la definición del Amperio. La fuerza ejercida en los conductores es la fuerza de Lorentz.
La definición moderna del amperio se estableció en la novena Conferencia General de Pesas y Medidas de 1948, de la siguiente manera:
Un amperio es la corriente constante que, mantenida en dos conductores rectos paralelos de longitud infinita, de sección circular despreciable, y colocados a un metro de distancia en el vacío, produciría entre estos conductores una fuerza igual a 2 x 10-7 newton por metro de longitud.6
Como unidad básica, la definición del amperio no depende de ninguna otra unidad, eléctrica o de otra clase.
Desde mediados del siglo XIX, con el desarrollo del electromagnetismo y la electrotecnia, comenzó a usarse el amperio como unidad de corriente eléctrica. La definición y cuantificación no era uniforme, sino que cada país desarrollo sus propios estándares. El primer estándar internacional que definió el amperio, así como otras unidades eléctricas, fue establecido en el Congreso Eléctrico Internacional de Chicago en 1893, y confirmada en la Conferencia Internacional de Londres de 1908. El "amperio internacional" se definió en términos de la corriente eléctrica que provoca la deposición electrolítica de la plata de una solución de nitrato de plata a un promedio de 0.001118 g/s.7 8 Su valor, expresado en términos del amperio absoluto, equivalía a 0,999 85 A.
La unidad de carga eléctrica, el culombio, se deriva del amperio: un culombio es la cantidad de carga eléctrica desplazada por una corriente de un amperio fluyendo porsegundo.9 Por tanto, la corriente eléctrica (I), puede expresarse como el promedio de carga (Q) que fluye por unidad de tiempo (t):
\rm I =\frac{Q}{t}
Aunque conceptualmente parecería más lógico tomar la carga como unidad básica, se optó por la corriente porque, por razones operativas, resultaba más fácil de medirexperimentalmente.

Valor de la permeabilidad del vacío

De la definición actual del amperio se sigue una consecuencia acerca de la permeabilidad magnética del vacío. La fuerza ejercida sobre dos conductores paralelos rectilíneos por los que circula una intensidad de corriente viene dada por la ley de Biot-Savart:
\frac{f}{l} = \frac{\mu_0 \cdot I^2}{2\pi \cdot r}
donde:
f es la fuerza, que es de atracción cuando el sentido de la corriente es el mismo,
l es la longitud de conductores considerada,
\mu_0 es la permeabilidad magnética del vacío,
I es la intensidad de corriente eléctrica que circula por los conductores,
r es la distancia entre los conductores,
La definición de amperio determina todas estas cantidades excepto una: la permeabilidad del vacío μ0. Despejando de la anterior ecuación se tiene que:
\bold{\mu_0} = \frac{2\pi \cdot f \cdot r}{I^2 \cdot l} = \frac{2\pi \cdot 2 \cdot 10^{-7} N \cdot 1 m}{ (1 A)^2 \cdot 1 m} = 4\pi \times10^{-7} \mathrm{N/A^2} = 1.2566370614\ldots \times 10^{-6} \mathrm{H/m}
de lo que resulta que la definición del amperio implica un valor exacto para la permeabilidad del vacío.6 Además, dado que la permitividad y la impedancia característica del vacío están relacionadas con la permeabilidad, también tienen un valor definido exacto:
  • La permitividad del vacío  \bold{\varepsilon_0} = \frac{1}{c_0^2\mu_0} = 8.8541878176\ldots \times 10^{-12} \ \mathrm{F/m},
  • la impedancia característica del vacío  Z_0 = \mu_0 \cdot c_0 = 119.9169832 \; \pi \ \Omega
donde c_0 es la velocidad de la luz en el vacío.

Propuesta de redefinición

En el año 2010, el Comité del BIPM propuso la redefinición de varias unidades del sistema internacional, para sustituir las definiciones actuales —sin cambiar su tamaño— por otras basadas en constantes de la naturaleza, como la constante de Planck, la de Boltzmann, la carga elemental y el número de Avogadro. La nueva definición propuesta es la siguiente:
El amperio, A, es la unidad de corriente eléctrica; su magnitud se define fijando el valor numérico de la carga elemental igual exactamente a 1.60217X x 10−19cuando es expresado en la unidad segundo x amperio, que es igual a culombio.10
Como un amperio es un culombio (aproximadamente igual a 6,241509 × 1018 cargas elementalesn. 1 ) moviéndose por segundo, equivalente a dicho número deelectrones moviéndose por segundo. El inverso de este número representa el valor de la carga elemental del electrón en culombios, que según el CODATA (2010) equivale a 1.602 176 565(35) × 10−19.11
Una consecuencia de la redefinición es que el amperio ya no dependerá de las definiciones del kilogramo y del metro, aunque seguirá expresándose en función delsegundo. Además la permeabilidad magnética del vacío dejará de tener un valor exacto definido, y en el futuro se determinará por mediciones experimentales, así como las magnitudes relacionadas con esta: la permitividad y la impedancia característica del vacío.

Múltiplos del amperio

A continuación se muestra una tabla de los múltiplos y submúltiplos del amperio conforme a la nomenclatura del Sistema Internacional de Unidades:

Múltiplos del Sistema Internacional para amperio (A)
SubmúltiplosMúltiplos
ValorSímboloNombreValorSímboloNombre
10−1 AdAdeciamperio101 AdaAdecaamperio
10−2 AcAcentiamperio102 AhAhectoamperio
10−3 AmAmiliamperio103 AkAkiloamperio
10−6 AµAmicroamperio106 AMAmegaamperio
10−9 AnAnanoamperio109 AGAgigaamperio
10−12 ApApicoamperio1012 ATAteraamperio
10−15 AfAfemtoamperio1015 APApetaamperio
10−18 AaAattoamperio1018 AEAexaamperio
10−21 AzAzeptoamperio1021 AZAzettaamperio
10−24 AyAyoctoamperio1024 AYAyottaamperio
Prefijos comunes de unidades están en negrita.


Amperio. También conocido como ampere, es la unidad de intensidad de corriente eléctrica que corresponde al paso de un culombio por segundo. Su abreviatura es la letra A en mayúscula, y su nombre se debe al físico francés André-Marie Ampère.

Historia

El amperio se definió originalmente como una décima parte de la unidad electromagnética sistema CGS de la corriente. El tamaño de la unidad se eligía de manera que las unidades derivadas de ella en el sistema MKSA serían de tamaño conveniente.
La definición moderna del amperio se estableció en la novena Conferencia General de Pesas y Medidas de 1948.

Definición

Ilustración de la definición del Amperio
Es la intensidad de una corriente constante que, mantenida entre dos conductores paralelos rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y colocados a la distancia de un metro uno de otro en el vacío, producirá una fuerza igual a 2·10-7 N por metro de longitud.
El amperio forma parte de las unidades básicas de medida en el Sistema Internacional de Unidades y lleva el nombre de Ampere en homenaje a su descubridor André-Marie Ampère.

Amperaje

La intensidad de circulación de corriente eléctrica por un circuito cerrado se puede medir por medio de un amperímetroconectado en serie con el circuito o mediante inducción electromagnética utilizando un amperímetro de gancho. Para medir intensidades bajas de corriente se puede utilizar también un multímetro que mida miliampere (mA).

Los submúltiplos más utilizados del ampere

  • miliampere ( mA ) = 10-3 A = 0,001 ampere
  • microampere ( mA ) = 10-6 A = 0, 000 000 1 ampere

Amperio-hora

Cantidad de electricidad que atraviesa un circuito durante una hora, siendo la intensidad de corriente de un amperio. Esta unidad se emplea especialmente para determinar la carga de las baterías empleadas en automoviles y circuitos eléctricos. Una batería de 60 amperios-hora (habitual en automoviles) es capaz de suministrar una corriente de un amperio durante 60 horas o 10 amperios durante una hora, al voltaje nominal.

Ley de Ohm

La corriente eléctrica en ampere (A) que circula por un circuito está estrechamente relacionada con el voltaje o tensión (V) y la resistencia en ohm de la carga o consumidor conectado al circuito.
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