Amperio

English: Ampere

Amperio
La corriente puede ser medida por un galvanómetro, mediante el desplazamiento angular de una aguja magnética en el campo magnético creado por la corriente
Estándar	Unidades básicas del Sistema Internacional
Magnitud	Intensidad de corriente eléctrica
Símbolo	A[1]​
Nombrada en honor de	André-Marie Ampère (1775-1836)
Denominacíon	Amperaje
Equivalencias
Unidades de Planck	1 A[2]​
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Grabado representando un galvanómetro (1890)

El amperio^[4]​ o ampère (símbolo A) es la unidad de intensidad de corriente eléctrica. Forma parte de las unidades básicas en el sistema internacional de unidades y recibió ese nombre en honor al matemático y físico francés André-Marie Ampère (1775-1836). 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.

${\displaystyle \mathrm {1\,A=1{\frac {\,C}{s}}} \,}$

Definición

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 desarrolló 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.^[8]​Su valor, expresado en términos del amperio absoluto, equivalía a 0,99985 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 durante un segundo.^[9]​Por tanto, la corriente eléctrica (I), puede expresarse como el promedio de carga (Q) que fluye por unidad de tiempo (t):

${\displaystyle {\rm {I={\frac {Q}{t}}}}}$

Aunque conceptualmente parecería más lógico tomar la carga como unidad básica, se optó por la corriente porque, por razones operativas, resultaba más fácil de medir experimentalmente.

Valor de la permeabilidad del vacío

Ilustración de la definición del Amperio. La fuerza ejercida en los conductores es la fuerza de Lorentz

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:

${\displaystyle {\frac {F}{l}}={\frac {\mu _{0}\cdot I^{2}}{2\pi \cdot r}}}$

donde:

${\displaystyle F}$ es la fuerza, que es de atracción cuando el sentido de la corriente es el mismo,

${\displaystyle l}$ es la longitud de conductores considerada,

${\displaystyle \mu _{0}}$ es la permeabilidad magnética del vacío,

${\displaystyle I}$ es la intensidad de corriente eléctrica que circula por los conductores,

${\displaystyle r}$ 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:

${\displaystyle \mathbf {\mu _{0}} ={\frac {2\pi \cdot f\cdot r}{I^{2}\cdot l}}={\frac {2\pi \cdot 2\cdot 10^{-7}N\cdot 1m}{(1A)^{2}\cdot 1m}}=4\pi \times 10^{-7}\mathrm {N/A^{2}} =1,2566370614\ldots \times 10^{-6}\mathrm {H/m} }$

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 ${\displaystyle \mathbf {\varepsilon _{0}} ={\frac {1}{c_{0}^{2}\mu _{0}}}=8,8541878176\ldots \times 10^{-12}\ \mathrm {F/m} ,}$
• la impedancia característica del vacío ${\displaystyle Z_{0}=\mu _{0}\cdot c_{0}=119,9169832\;\pi \ \Omega }$

donde ${\displaystyle c_{0}}$ 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 10⁻¹⁹ cuando 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 elementales^[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 del segundo. 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:

Esta unidad del Sistema Internacional es nombrada así en honor a André-Marie Ampère. En las unidades del SI cuyo nombre proviene del nombre propio de una persona, la primera letra del símbolo se escribe con mayúscula (A), en tanto que su nombre siempre empieza con una letra minúscula (amperio), salvo en el caso de que inicie una frase o un título.

Basado en The International System of Units, sección 5.2.

Véase también

• Corriente eléctrica.
• Amperímetro.
• Carga eléctrica.
• Resistencia eléctrica.
• Ley de Ohm.
• Ohmio.
• Voltio.
• Voltaje.
• Vatio.

Notas

Referencias

Enlaces externos

• Bureau International des Poids et Mesures (en inglés).
• La Referencia de la NIST en Constantes, Unidades, e Incertidumbre (en inglés).
• Una corta historia de las unidades SI en la electricidad (en inglés).