Ampère (unité)
L'ampère (symbole A) est l'unité SI d'intensité d'un courant électrique.
Un courant d'un ampère correspond au transport d'une charge électrique d'un coulomb par seconde à travers une surface (section de fil, électrolyte, tube à vide).
Cette unité doit son nom à André-Marie Ampère, dont la théorie de l'électrodynamique a fortement contribué à la naissance de la théorie de l'électromagnétisme de Maxwell.
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[modifier] Définition
La définition de l'ampère a été donnée par le Comité international des poids et mesures en 1948.
Par définition, un ampère est l'intensité d'un courant constant qui, s'il est maintenu dans deux conducteurs linéaires et parallèles, de longueurs infinies, de sections négligeables, et distants d'un mètre dans le vide, produirait entre ces deux conducteurs, une force linéaire égale à 2×10-7 newton par mètre.
La redéfinition de l'ampère est envisagée de deux façons[1]. D'une part par redéfinition du volt (à partir de la constante de Josephson KJ ≡ 483 597.891 GHz/V) et de l'ohm (à partir de la constante de von Klitzing RK ≡ 25 812.807 Ω. D'autre part par mesure du courant électron par électron (q = 1.602 176 487×10-19 C). Néanmoins, la cohérence de ces deux approches (triangle métrologique « volt - ohm - ampère ») n'est pas encore démontrée avec le niveau de précision souhaité.
[modifier] Exemples
- 1 fA : ordre de grandeur du courant minimal mesurable par un électromètre commercial[2].
- 100 pA : ordre de grandeur du courant minimal mesurable par un multimètre de laboratoire[3].
- 2 µA : montre à cristaux liquides[4].
- 1 mA : prothèse auditive intra-auriculaire [5].
- 10 A : bouilloire électrique de 2300 W alimentée en 230 V.
- 16 A : courant maximal dans une prise électrique standard d'Europe continentale.
- 500 A : courant maximal typique d'une batterie automobile au plomb.
- 871 A : courant maximal d'un câble haute tension A enterré (section de conducteur 10 cm2)[6].
[modifier] Procédés de mesure
[modifier] Mesure imposant une insertion dans le circuit
[modifier] multimètre
La mesure du courant par un multimètre est obtenue par insertion d'une résistance électrique calibrée R dans le circuit et mesure de la tension V à ses bornes. Le courant est obtenu par la loi d'Ohm I = U/R.
[modifier] galvanomètre
Le galvanomètre à cadre mobile est un système qui met en jeu une bobine parcourue par le courant à mesurer, un aimant permanent et un ressort de rappel dont la déformation traduit la force exercée par l'aimant sur le courant.
[modifier] électromètre
Les électromètres modernes sont construits sur un amplificateur électronique de courant. Contrairement aux multimètres, ils imposent une chute de tension quasi constante et non pas proportionnelle au courant.
Les électromètres anciens mesuraient la charge accumulée. Le courant était déduit comme variation de la charge par unité de temps.
[modifier] Mesure du champ magnétique engendré
[modifier] pince ampèremétrique (courant alternatif)
Une pince ampèremétrique est fondée sur un circuit magnétique (fer doux, ferrite) que l'on referme autour du fil parcouru par le courant alternatif que l'on souhaite mesurer. Les variations de flux magnétique engendrent une tension alternative aux bornes d'une bobine enroulée autour du circuit magnétique, finalement mesurée par un voltmètre.
[modifier] sonde à effet Hall
Les sondes à effet Hall sont en général des pinces ampèremétriques qui mesurent directement le champ magnétique créé par le courant. Elles sont utilisables aussi bien pour mesurer un courant continu qu'un courant alternatif.
[modifier] Dangers de l'intensité électrique
[modifier] incendie
Plus on branche d'appareils électriques sur le système, plus l'intensité est élevée et plus le risque d'échauffement augmente (dû au mouvement des électrons qui, comme tout mouvement, produit de la chaleur). La protection du système est assurée par un ou plusieurs fusibles ou, de plus en plus fréquemment par des disjoncteurs, qui coupent le circuit électrique en cas de surcharges (élévation anormale de l’intensité traversant le circuit) ou de surintensités (court-circuit provoquant une élévation forte et rapide de l’intensité)[7] .
[modifier] électrisation, électrocution
[modifier] brûlures
[modifier] champ magnétique
[modifier] Multiples et sous-multiples de l'ampère
| 10N | Préfixe | Symbole | Nombre |
|---|---|---|---|
| 1024 | yottaampère | YA | Quadrillion |
| 1021 | zettaampère | ZA | Trilliard |
| 1018 | exaampère | EA | Trillion |
| 1015 | pétaampère | PA | Billiard |
| 1012 | téraampère | TA | Billion |
| 109 | gigaampère | GA | Milliard |
| 106 | mégaampère | MA | Million |
| 10³ | kiloampère | kA | Mille |
| 10² | hectoampère | hA | Cent |
| 101 | décaampère | daA | Dix |
| 100 | ampère | A | Un |
| 10-1 | déciampère | dA | Dixième |
| 10-2 | centiampère | cA | Centième |
| 10-3 | milliampère | mA | Millième |
| 10-6 | microampère | μA | Millionième |
| 10-9 | nanoampère | nA | Milliardième |
| 10-12 | picoampère | pA | Billionième |
| 10-15 | femtoampère | fA | Billiardième |
| 10-18 | attoampère | aA | Trillionième |
| 10-21 | zeptoampère | zA | Trilliardième |
| 10-24 | yoctoampère | yA | Quadrillionième |
| 10 N | Préfixe | Symbole | Nombre en français | Nombre en chiffre |
|---|---|---|---|---|
| 104 | myriaampère |
|
Dix mille | 10 000 |
| 10-4 | myrioampère |
|
Dix-millième |
0,000 1 |
[modifier] Notes et références
- Le futur du SI.
- Keithley 6517B.
- Keithley 2001.
- autonomie 10 ans avec pile de 170 mAh.
- autonomie 4 jours avec pile de 105 mAh.
- Nexans VALF11000RE2Y30.
- Kerboub, O.; Longo, M. : L’électricité dans l’habitat, Foucher, Paris, 2004, 98
- Edinburgh Encyclopedia
[modifier] Articles connexes
[modifier] Liens externes
- Unité de courant électrique (ampère), Bureau international des poids et mesures
- La longue histoire des unités électriques, Gérard Borvon, Christine Blondel, @.Ampère et l'histoire de l'électricité
