アンペア

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アンペア
ampère
ampere
雷光
記号 A
国際単位系
電流
組立 SI基本単位
定義 電気素量1.602176634×10−19 Cとすることによって定まる電流
派生単位 無し
語源 アンドレ=マリ・アンペール
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アンペア: ampere [ˈæmpɛər]、記号 : A)は、電流の記号は I または i [1])の計量単位であり、電気の流れる量の大小を表す[2]


国際単位系(SI)における7つのSI基本単位の一つである。アンペアという名称は、電流と磁場との関係を示した「アンペールの法則」に名を残すフランスの物理学者、アンドレ=マリ・アンペール(André-Marie Ampère)に因んでいる[3]

SIで定められた単位記号は" A "であるが、英語圏では amp と略記されることがある[4]

なお、起磁力(量記号: F , Fm )や磁位差(量記号: Um )の単位も同じ「アンペア」という名称であるが、これは電流の単位アンペアから組み立てられた組立単位であり、定義が異なる。

定義[編集]

現在の「アンペア」は、以下のように定義されている。(第26回国際度量衡総会の決定。2019年5月20日施行)

アンペア(記号は A)は、電流の SI単位であり、電気素量 e を単位 C(A s に等しい)で表したときに、その数値を 1.602176634×10−19 と定めることによって定義される。ここで、∆νCs によって定義される[5][注 1]

∆νCs133Cs (セシウム)の超微細構造遷移周波数である。

計量法における定義[編集]

日本の法令上は、計量法第3条の規定に基づく計量単位令(平成4年政令第357号)が、計量単位令の一部を改正する政令(令和元年5月17日政令第6号)により改正され、2019年5月20日に施行することにより次のように変更された。国際単位系における定義と同一である。

なお、2019年以前の計量単位令では、直流電流交流電流に分けてアンペアを定義していたが、2019年の新定義では、この区別は廃止された[6][7]

  • 旧定義(2019年まで)
真空中に一メートルの間隔で平行に配置された無限に小さい円形の断面を有する無限に長い二本の直線状導体のそれぞれを流れ、これらの導体の長さ一メートルにつき千万分の二ニュートンの力を及ぼし合う直流の電流又はこれで定義したアンペアで表した瞬時値の二乗の一周期平均の平方根が一である交流の電流
  • 新定義(2019年以降)
電気素量を十の十九乗分の一・六〇二一七六六三四クーロンとすることによって定まる電流

クーロンとの関係[編集]

2018年11月16日の第26回国際度量衡総会 (CGPM) にて行われたアンペアの定義の改正では、電気素量が正確に1.602176634×10−19 A s[8][9]と定義された。そこからアンペアの定義が、毎秒1クーロンの電荷を流すような電流が1アンペアである、と定義しなおされ、従前の定義とは依存関係が逆転することになった。

アンペアをクーロン(アンペア秒)やアンペア時と混同してはならない。アンペアは電流の単位であり、クーロン(アンペア秒)やアンペア時は電荷(電気量)の単位である。国際単位系においては、定電流・瞬時電流・平均電流はアンペアで表されるのに対して、ある体積内に蓄えられた電荷や、一定時間内にある面を通過した電荷の量はクーロンで表される。クーロンとアンペア(クーロン毎秒)の関係は、ジュールワット(ジュール毎秒)メートルメートル毎秒の関係と同様である。

歴史[編集]

電磁気学が発展した当時用いられていたのはCGS単位系であり、その電流の単位は、「真空中に1センチメートルの間隔で同じ大きさの電流が流れているとき、両者の間に働く力が1センチメートルにつき2ダインであるときの電流」[10]と定義されていた。この単位は「電磁単位」(emu)と呼ばれ、今日ではアブアンペアとも呼ばれる。元々のアンペアは、電磁単位の10分の1の大きさとして定義された。このアンペアが、MKSA単位系において基本単位として選ばれた。

1948年以前は、の電解析出率に基づく国際アンペア (international ampere) と呼ばれる定義が用いられていた。国際アンペアは1893年の国際電気会議で発表された後、1908年の万国電気単位会議によって追認された国際電気単位の一つで[11]硝酸銀水溶液中を通過する電気が 1 秒間当たり0.001118000 gの銀を析出させる電流として定義されていた[3][12]。現在の定義によるアンペアは国際アンペアと対比する際には絶対アンペアと呼ばれ、これら 2 つのアンペアの値は 1 国際アンペア = 0.99985 絶対アンペアとなる[3]

2019年までの定義[編集]

アンペアの定義の説明を描いた参考図。

アンペールの力の法則英語版[13][14]によれば、電流が流れている2本の平行した針金の間には、電流の向きに応じて引き付けあうまたは反発する力が働く。この力が2019年5月までのアンペアの定義に用いられていた。このアンペアの定義は以下の通りである。

アンペアは, 真空中に 1 メートルの間隔で平行に配置された無限に小さい円形断面積を有する無限に長い二本の直線状導体のそれぞれを流れ, これらの導体の長さ 1 メートルにつき 2 × 10−7ニュートンの力を及ぼし合う一定の電流である。[15][16]

この定義は、1954年の第10回 CGPM で電流の基本単位として正式に決定された[17]。この定義では、結果的に真空の透磁率 の値を正確に 4π × 10−7 N/A2 に固定していることと同義である[18]

しかし2019年の定義改正により真空の透磁率(磁気定数)の値は、5.4×10−10の不確かさを持つこととなった。現在の値は、 = 1.25663706212(19)×10−6 N/A2 である(2018 CODATA推奨値[19])。


倍量・分量単位[編集]

アンペア (A) の倍量・分量単位
分量 倍量
記号 名称 記号 名称
10−1 A dA デシアンペア 101 A daA デカアンペア
10−2 A cA センチアンペア 102 A hA ヘクトアンペア
10−3 A mA ミリアンペア 103 A kA キロアンペア
10−6 A µA マイクロアンペア 106 A MA メガアンペア
10−9 A nA ナノアンペア 109 A GA ギガアンペア
10−12 A pA ピコアンペア 1012 A TA テラアンペア
10−15 A fA フェムトアンペア 1015 A PA ペタアンペア
10−18 A aA アトアンペア 1018 A EA エクサアンペア
10−21 A zA ゼプトアンペア 1021 A ZA ゼタアンペア
10−24 A yA ヨクトアンペア 1024 A YA ヨタアンペア
よく使われる単位を太字で示す

符号位置[編集]

記号 Unicode JIS X 0213 文字参照 名称
U+3380 - ㎀
㎀
ピコアンペア
U+3381 - ㎁
㎁
ナノアンペア
U+3382 - ㎂
㎂
マイクロアンペア
U+3383 - ㎃
㎃
ミリアンペア
U+3384 - ㎄
㎄
キロアンペア
U+3302 - ㌂
㌂
全角アンペア

Unicodeには、CJK互換用文字として以下の文字が収録されている。

  • U+3380 square pa
  • U+3381 square na
  • U+3382 square mu a
  • U+3383 square ma
  • U+3384 square ka
  • U+3302 square anpea

これらは、既存の文字コードに対する後方互換性のために収録されているものであり、使用は推奨されない[20][21]

脚注[編集]

[脚注の使い方]

注釈[編集]

  1. ^ 国際単位系における正式の言語はフランス語である。ここでの定義は英語及びこれを日本語に翻訳したものである。正式な本文の確認が必要な場合又は文章の解釈に疑義がある場合はフランス語版を確認する必要がある。

出典[編集]

  1. ^ #国際単位系(SI)第9版(2019) p.98
  2. ^ ボルト・アンペア・ワット - 電気のマメ知識|中部電力” (日本語). 中部電力. 2022年6月15日閲覧。
  3. ^ a b c 共立化学大辞典第 26 版 (1981)
  4. ^ SI supports only the use of symbols and deprecates the use of abbreviations for units.Bureau International des Poids et Mesures (PDF)”. p. 130 (2006年). 2011年11月21日閲覧。
  5. ^ #国際単位系(SI)第9版(2019) p.100
  6. ^ 国際単位系の定義改定について 【基本部会・単位令関係】補足説明資料、p.6 現行・改正案対照表、経済産業省計量行政室、2019年4月
  7. ^ 計量単位令の一部を改正する政令 新旧対照条文、p.2、経済産業省 産業技術環境局 計量行政室、2019年5月14日
  8. ^ 計量単位令 | e-Gov法令検索”. elaws.e-gov.go.jp. 2022年7月22日閲覧。
  9. ^ ○計量単位令(平成四年政令第三百五十七号)”. 計量単位令の一部を改正する政令案 新旧対照条文. 経済産業省. 2022年7月23日閲覧。
  10. ^ Kowalski, L, A short history of the SI units in electricity, Montclair, http://alpha.montclair.edu/~kowalskiL/SI/SI_PAGE.HTML .
  11. ^ 国際文書 国際単位系 (SI) 第 8 版日本語版 (2006) pp. 23–24。
  12. ^ History of the ampere, Sizes, http://www.sizes.com/units/ampHist.htm 
  13. ^ Serway, Raymond A; Jewett, JW (2006). Serway's principles of physics: a calculus based text (Fourth ed.). Belmont, CA: Thompson Brooks/Cole. p. 746. ISBN 0-53449143-X. https://books.google.com/books?id=1DZz341Pp50C&pg=RA1-PA746&dq=wire+%22magnetic+force%22&lr=&as_brr=0&sig=4vMV_CH6Nm8ZkgjtDJFlupekYoA#PRA1-PA746,M1 
  14. ^ Beyond the Kilogram: Redefining the International System of Units, USA: アメリカ国立標準技術研究所, (2006), オリジナルの21 March 2008時点におけるアーカイブ。, https://web.archive.org/web/20080321221139/http://www.nist.gov/public_affairs/newsfromnist_beyond_the_kilogram.htm 2008年3月閲覧。 .
  15. ^ 改定国際単位系における電気標準 金子普久(産総研 計量標準総合センター 物理計測標準研究部門 首席研究員)、p.35
  16. ^ Monk, Paul MS (2004), Physical Chemistry: Understanding our Chemical World, John Wiley & Sons, ISBN 0-471-49180-2, https://books.google.com/books?vid=ISBN0471491802&id=LupAi35QjhoC&pg=PA16&lpg=PA16&ots=IMiGyIL-67&dq=ampere+definition+si&sig=9Y0k0wgvymmLNYFMcXodwJZwvAM .
  17. ^ #国際単位系(SI)第9版(2019) p.131
  18. ^ 改定国際単位系における電気標準 金子普久(産総研 計量標準総合センター 物理計測標準研究部門 首席研究員)、p.35
  19. ^ CODATA Value
  20. ^ CJK Compatibility” (2015年). 2016年2月21日閲覧。
  21. ^ The Unicode Standard, Version 8.0.0”. Mountain View, CA: The Unicode Consortium (2015年). 2016年2月21日閲覧。

参考文献[編集]

関連項目[編集]

国際単位系(SI)の電磁気の単位
名称 記号 次元 組立 物理量
アンペアSI基本単位 A I A 電流
クーロン C T I A·s 電荷(電気量)
ボルト V L2 T−3 M I−1 J/C = kg·m2·s−3·A−1 電圧電位
オーム Ω L2 T−3 M I−2 V/A = kg·m2·s−3·A−2 電気抵抗インピーダンスリアクタンス
オーム・メートル Ω·m L3 T−3 M I−2 kg·m3·s−3·A−2 電気抵抗率
ワット W L2 T−3 M V·A = kg·m2·s−3 電力放射束
ファラド F L−2 T4 M−1 I2 C/V = kg−1·m−2·A2·s4 静電容量
ファラド毎メートル F/m L−3 T4 I2 M−1 kg−1·m−3·A2·s4 誘電率
毎ファラド(ダラフ) F−1 L2 T−4 M I−2 V/C = kg1·m2·A−2·s−4 エラスタンス英語版
ボルト毎メートル V/m L T−3 M I−1 kg·m·s−3·A−1 電場(電界)の強さ
クーロン毎平方メートル C/m2 L−2 T I C/m2= m−2·A·s 電束密度
ジーメンス S L−2 T3 M−1 I2 Ω−1 = kg−1·m−2·s3·A2 コンダクタンスアドミタンスサセプタンス
ジーメンス毎メートル S/m L−3 T3 M−1 I2 kg−1·m−3·s3·A2 電気伝導率(電気伝導度・導電率)
ウェーバ Wb L2 T−2 M I−1 V·s = J/A = kg·m2·s−2·A−1 磁束
テスラ T T−2 M I−1 Wb/m2 = kg·s−2·A−1 磁束密度
アンペア回数 A I A 起磁力
アンペア毎メートル A/m L−1 I m−1·A 磁場(磁界)の強さ
アンペアウェーバ A/Wb L−2 T2 M−1 I2 kg−1·m−2·s2·A2 磁気抵抗(リラクタンス、: reluctance
ヘンリー H L2 T−2 M I−2 Wb/A = V·s/A = kg·m2·s−2·A−2 インダクタンスパーミアンス
ヘンリー毎メートル H/m L T−2 M I−2 kg·m·s−2·A−2 透磁率