Ampère (unité) - Définition
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Introduction
L'ampère (symbole A) est l'unité SI d'intensité d'un courant électrique.
Cette unité doit son nom à André-Marie Ampère, une figure marquante qui, avec Maxwell, a contribué de façon significative à l'électromagnétisme.
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 égale à 2×10-7 newton par mètre linéaire.
Le système international envisage et conseille de déjà utiliser une nouvelle définition pour la tension exprimée en volts et la résistance en ohms avec les effets quantiques de Josephson (constantes de Josephson) (CIPM) (1988). Recommandation 1, PV 56 ; 19), KJ ≡ 4,835 979×10+14 Hz⁄V et de von Klitzing, basée sur l'effet Hall quantique (CIPM (1988), Recommandation 2, PV 56 ; 20), RK ≡ 2,581 280 7×10+4 Ω). Il serait alors possible de combiner ces valeurs afin de définir l'ampère comme étant un courant électrique constant d'exactement 6 241 509 629 152 650 000 charges élémentaires par seconde. Cette dernière valeur est l'inverse de 1,602×10-19 C, la valeur de la charge élémentaire. De fait, il n'existe pas encore de démonstration convaincante d'un effet quantique qui permettrait de définir le courant. Par conséquent, le triangle métrologique (« volt - ohm - ampère ») n'est pas bouclé.
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 |
Explications
L'ampère est l'unité de mesure du courant électrique. L’intensité du courant électrique est la quantité d’électricité (c’est-à-dire le nombre d’électrons) qui passe dans un circuit pendant un temps donné. Elle est déterminée par la tension et par une résistance placée à l'intérieur des appareils électriques, lampes etc. selon la loi d'Ohm :
I = U / R
avec
- U : tension (exprimée en volts, symbole V) ;
- R : résistance (exprimée en ohms, symbole Ω) ;
- I : intensité du courant électrique (exprimée en ampères, symbole A).
D’après la loi d’Ohm, nous pouvons dire que la résistance ralentit le passage des électrons circulant dans le circuit électrique. Sa valeur varie en fonction des appareils électriques. Un appareil électrique avec une résistance élevée ralentira le passage des électrons (dans le cas d’une tension constante) :
5 A = 15 V / 3 Ω
Un appareil avec une résistance plus basse s’opposera peu au passage des électrons (dans le cas d’une tension constante) :
15 A = 15 V / 1 Ω
On peut calculer l’intensité du courant absorbé par tout appareil branché dans un circuit électrique grâce à la formule suivante :
avec
- P : puissance ou consommation indiquée sur l'appareil (watts)
- I : intensité (ampères)
- U : tension (volts)
Dans le cas du courant alternatif sinusoïdal habituellement présent dans les installations domestiques, cette formule est approchée, en ce qu'elle suppose l'appareillage purement résistif, alors que souvent s'ajoute un effet inductif non négligeable, comme dans le cas des moteurs. Cet effet inductif conduit à une valeur d'intensité supérieure à celle donnée par la formule ci-dessus.
Par ailleurs, la puissance nominale indiquée sur l'appareil est une valeur maximale, la puissance réelle dépendant de nombreux facteurs (la température interne, le mode de fonctionnement, etc.)
La prise électrique classique d’un ménage européen fournit une tension alternative sinusoïdale voisine de 230 V (volts) (en valeur efficace).
Voici quelques exemples d’intensité pour les appareils électriques domestiques :
- 0,4 A pour un ordinateur portable (avec un moniteur)
- 0,5 A pour une lampe
- 1,3 A pour une télé couleur
- 4,4 A pour une machine à laver
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) .
