Ampère (unité)
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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.

Sommaire

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.

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].

Procédés de mesure

Mesure imposant une insertion dans le circuit

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.

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.

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.

Mesure du champ magnétique engendré

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.

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.

Dangers de l'intensité électrique

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] .

électrisation, électrocution

brûlures

champ magnétique

Multiples et sous-multiples de l'ampère

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
Anciens multiples et sous-multiples de l'ampère[8]
10 N Préfixe Symbole Nombre en français Nombre en chiffre
   104   myriaampère
maA
  Dix mille   10 000
   10-4   myrioampère
moA
  Dix-millième
  0,000 1

Notes et références

  1. Le futur du SI.
  2. Keithley 6517B.
  3. Keithley 2001.
  4. autonomie 10 ans avec pile de 170 mAh.
  5. autonomie 4 jours avec pile de 105 mAh.
  6. Nexans VALF11000RE2Y30.
  7. Kerboub, O.; Longo, M. : L’électricité dans l’habitat, Foucher, Paris, 2004, 98
  8. Edinburgh Encyclopedia

Articles connexes

Un ampèremètre (ici un modèle analogique) permet de mesurer l'intensité d'un courant électrique.

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