Jedinica mjeseca: AMPER

//Jedinica mjeseca: AMPER

Jedinica mjeseca: AMPER

Mnogima od nas čini se da se električna struja misterizono pojavljuje iz utičnica i oživljava električne uređaje. Poput krvi u našim venama, električna struja teče kroz „provodne arterije“ u našim domovima i daje energiju uređajima koji su nam neophodni u svakodnevnom životu. Upravo zbog toga jedinicu mjeseca januara smatramo herojem. U toku 2019. godine, amper, osnovna jedinica SI za električnu struju, doživjeće određene promjene.

Današnjem društvu je električna energija toliko dostupna da je često uzimamo zdravo za gotovo. Međutim, ukoliko bi iznenada nestala, naš život bi brzo postao veoma težak. Osvjetljenje, televizija, radio, telefoni, kompjuteri, mašina za pranje veša, mašina za pranje sudova, frižider – čini se kao neiscrpni spisak uređaja koji funkcionišu samo na principu električne energije, i stoga nam bez nje više ne bi bili korisni. Pokušajte procijeniti koliko ste samo koristili električnu energiju. Vjerovatno najmanje tri puta prije doručka.

Najraniji istorijski pomaci koji se tiču električne energije sežu još od vremena antičkih Grka koji su opisivali statičku električnu energiju. Oni su zapazili da kada se ćilibar protrlja krznom, počinje da privlači sitne predmete poput dlake ili prašine. Štaviše, riječ „elektricitet“ potiče od grčke riječi „elektron“ – ηλεκτρον – koja znači ćilibar. Međutim, nakon ovog otkrića, fonomen električne struje dobijene uz pomoć ćilibara dugo je ostao neistražen. Početak značajnih dešavanja u oblasti električne energije zabilježen je u 17. vijeku, ali tek u 19. vijeku počela su ozbiljna istraživanja.

Brzi razvoj u oblasti električne energije koji se tada dešavao, donio je poboljšanja i u svijetu metrologije. Osim što je mjerenje električnih veličina lako izvodljivo, električna energija je i izuzetno korisna za sve vrste naučnih aktivnosti – kreiranje novih istraživanja, tehnologija i industrija. Kao rezultat, električna mjerenja brzo su postala dominatna u svim oblastima metrologije. Do danas, mnoge veličine mjere se električnim metodama, pa čak i mehaničke.

Usljed sve većeg poznavanja i razumijevanja nauke o električnoj energiji, postalo je moguće izmjeriti amper sa sve većom tačnošću i preciznošću. Prva definicija je usvojena na Međunarodnom kongresu o električnoj energiji 1893. godine u Čikagu i potvrđena na Međunarodnoj konferenciji u Londonu 1908. godine. Ovaj “međunarodni amper” bio je rana realizacija današnjeg ampera. Mjerenjem je utvrđeno da je 1 „međunarodni amper“ jednak 0,99985 današnjeg ampera.

Međutim, ova definicija je imala veliku manu – jedinica je bila usko vezana za svoju praktičnu realizaciju, što znači da je bilo teško biti siguran da mjerenja obavljenau različito vrijeme i na različitim mjestima daju identične rezultate. Nakon kontinuiranog razvoja u generisanju i mjerenju električne struje, postalo je jasno da postoje mnogo bolje metode za realizaciju ampera. Zbog toga je 1948. godine na 9. Generalnoj konferenciji za tegove i mjere (CGPM) odobrena nova definicija ampera koja i danas važi.

Zvanična definicija ampera glasi:

Amper je jačina stalne električne struje koja kada protiče kroz dva beskonačno duga pravolinijska provodnika zanemarljivog poprečnog preseka na rastojanju od 1 m, u vakuumu, izaziva između njih silu 2 x 107 njutna po metru dužine.

 Unapređenje nove definicije ponovo je ubrzalo razvoj nauke o mjerenju. Postojanje tačnog i preciznog načina definisanja ampera omogućilo je metrolozima da ispituju različite fizičke pojave koje se koriste u izradi sve tačnijih mjernih instrumenata. Kvantna fizika, na primjer, bila je izuzetno plodno polje za nova i inovativna rješenja za izazove u mjerenju.

Danas je, međutim, praktična realizacija osnovne jedinice SI, ampera, daleko od zvanične definicije. Sadašnja praktična realizacija ampera zasnovana je na vezi između električne struje i napona i otpornosti. Uređaj poznat kao „Džozefsonov spoj“ koristi se za generisanje napona, dok „kvantni Holov efekat“ kreira otpornost. Obje metode koriste fizičke pojave koje su razumljive i zavise od fizičkih konstanti: Džozefsonova konstanta i fon Klicingova konstanta, koje mogu biti izražene preko fundamentalnih prirodnih konstanti: e – elementarnog naelktrisanja i h – Plankove konstante. Kakva je korist od korišćenja ovih konstanti? Prirodne konstante ostaju nepomijenjene bez obzira na okolnosti, što znači da definisanje jedinice preko njih čini tu jedinicu mjerljivom u cijelom univerzumu (npr. Plankova konstanta je ista u Kopenhagenu, Rimu ili na Marsu). Jedinice koje zavise od prirodnih konstanti takođe obezbjeđuju dugoročnu stabilnost etalona.

Zvanična definicija ampera od 20. maja 2019. godine glasiće:

Amper je SI jedinica električne struje. Definiše se kao fiksna numerička vrijednost elementarnog naelektrisanja  e koja iznosi 1.602 176 634 × 10-19 kada je izražena u jedinici C, što je jednako A s, pri čemu se sekunda definiše preko ΔνCs.

Kao što vidimo, promjena definicije je drastična i označava prekretnicu u oblasti nauke o mjerenju. Nova definicija biće spremna da da doprinos rješavanju izazova u oblasti nauke i tehnologije u 21. vijeku.

2019-02-06T06:33:33+00:00