Das Ampere ist die Grundeinheit der Stromstärke im internationalen Einheitensystem (SI) und wird mit dem Symbol (A) ausgedrückt. Seine Größe entspricht der Menge elektrischer Ladung, die durch einen Abschnitt eines elektrischen Leiters fließt.
Diese Maßeinheit hat ihren Namen vom französischen Physiker André-Marie Ampère (1775-1836), einem der führenden Gelehrten des Elektromagnetismus.
Da es sich um eine der sieben grundlegenden SI-Einheiten handelt, leiten sich alle anderen elektromagnetischen Einheiten von ihr ab.
Zur Messung der Stromstärke wird ein Gerät namens Amperemeter verwendet.
Definition von Ampere
Ein Ampere (A) ist definiert als der konstante elektrische Strom, der, wenn er in zwei unendlich langen parallelen Leitern mit vernachlässigbarem Querschnitt fließt, die im Vakuum im Abstand von einem Meter voneinander getrennt sind, eine Kraft von 2 × 10⁻ erzeugen würde ⁷ Newton pro Meter Länge zwischen den Leitern.
Mit anderen Worten: Diese Definition basiert auf dem Ampère-Gesetz und legt fest, dass ein Ampere der elektrische Strom ist, der, wenn er durch zwei parallele Leiter im Abstand von einem Meter fließt, eine bestimmte Kraft zwischen ihnen erzeugen würde.
Diese Definition verbindet elektrischen Strom direkt mit einer fundamentalen Größe der Physik, der elementaren elektrischen Ladung, also der Ladung eines Elektrons oder Protons.
Alternative Einheiten
Obwohl das Ampere (A) die primäre Einheit zur Messung des elektrischen Stroms im Internationalen Einheitensystem (SI) ist, werden manchmal alternative Einheiten zur Beschreibung des elektrischen Stroms in bestimmten Kontexten oder in anderen Einheitensystemen verwendet.
Einige dieser alternativen Einheiten umfassen:
- Milliampere (mA) : Das Milliampere ist eine Einheit, die einem Tausendstel Ampere (1 A = 1000 mA) entspricht. Es wird häufig verwendet, um kleine elektrische Ströme auszudrücken, wie sie beispielsweise in Elektronikgeräten mit geringer Leistung vorkommen.
- Mikroampere (µA) : Das Mikroampere ist eine Einheit, die einem Millionstel Ampere entspricht (1 A = 1.000.000 µA). Damit werden extrem kleine elektrische Ströme beschrieben, wie sie beispielsweise in einigen Sensoren und medizinischen Geräten vorkommen.
- Kiloampere (kA) : Das Kiloampere ist eine Einheit, die tausend Ampere (1 kA = 1000 A) entspricht. Obwohl weniger verbreitet, wird es in Hochleistungsanwendungen und zur Beschreibung großer elektrischer Ströme verwendet.
- Coulomb pro Sekunde (C/s) : Coulomb pro Sekunde bezieht sich auf die Menge an elektrischer Ladung (Coulomb), die pro Sekunde durch einen Leiter fließt. Ein Ampere entspricht einem Coulomb pro Sekunde (1 A = 1 C/s).
- Elementarladung (e) : In einigen Zusammenhängen, insbesondere in der Physik und Chemie, kann elektrischer Strom durch die Elementarladung (e) beschrieben werden, bei der es sich um die elektrische Ladung eines Elektrons oder Protons handelt. In diesen Fällen wird der Strom anhand der Anzahl der pro Zeiteinheit fließenden Elementarladungen gemessen.
Verwandte Einheiten
Das Ampere steht in Beziehung zu anderen wichtigen elektrischen Einheiten im SI, und diese Beziehungen sind für die Lösung elektrischer und elektronischer Probleme von entscheidender Bedeutung.
Zu den zugehörigen Einheiten gehören:
Volt (V)
Das Volt ist die Maßeinheit für das elektrische Potenzial oder die Spannung. Ein Volt ist definiert als die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten in einem Stromkreis, wenn pro Coulomb Ladung ein Joule Energie zwischen ihnen übertragen wird.
Der Zusammenhang zwischen Volt, Ampere und Ohm wird im Ohmschen Gesetz angegeben: V = I × R, wobei „V“ die Spannung, „I“ der Strom in Ampere und „R“ der Widerstand in Ohm ist.
Ohm (Ω)
Das Ohm ist die Einheit des elektrischen Widerstands. Unter Widerstand versteht man den Widerstand gegen den Stromfluss in einem Stromkreis.
Die Beziehung zwischen Volt, Ampere und Ohm wird verwendet, um den Strom in einem Stromkreis mithilfe des Ohmschen Gesetzes zu berechnen: I = V/R, wobei „I“ der Strom in Ampere, „V“ die Spannung und „R“ ist Widerstand in Ohm.
Coulomb (C)
Das Coulomb ist die Einheit der elektrischen Ladung. Ein Coulomb ist die Ladungsmenge, die durch einen Leiter fließt, wenn eine Sekunde lang ein Strom von einem Ampere fließt.
Diese Beziehung wird verwendet, um die in einem Stromkreis fließende elektrische Ladung zu quantifizieren.
Messgerät: das Amperemeter
Dieses Gerät ist im Stromkreis in Reihe geschaltet, was bedeutet, dass der zu messende Strom direkt durch das Gerät fließt. Amperemeter sind auf einen niedrigen Innenwiderstand ausgelegt, sodass sie den Stromfluss im Stromkreis nicht wesentlich beeinträchtigen. Sie können in Größe und Präzision variieren, von traditionellen analogen Instrumenten mit Zeigernadel bis hin zu modernen digitalen Geräten mit Bildschirmen.