Balance d'ampères - Ampere balance
(à droite) Balance en ampères construite à l'ancien Institut national des sciences et technologies industrielles avancées , Japon, maintenant au Musée national de la nature et des sciences , Tokyo , Japon .
La balance d'ampères (également balance de courant ou balance Kelvin ) est un appareil électromécanique utilisé pour la mesure précise de l' unité SI du courant électrique , l' ampère . Il a été inventé par William Thomson, 1er baron Kelvin .
Le courant à mesurer est passé en série à travers deux bobines de fil, dont l'une est attachée à un bras d'une balance sensible . La force magnétique entre les deux bobines est mesurée par la quantité de poids nécessaire sur l'autre bras du balancier pour le maintenir en équilibre. Ceci est utilisé pour calculer l'amplitude du courant.
La principale faiblesse de la balance d'ampères est que le calcul du courant fait intervenir les dimensions des bobines. Ainsi, la précision de la mesure du courant est limitée par la précision avec laquelle les bobines peuvent être mesurées, et leur rigidité mécanique.
Une version plus compliquée d'une balance Ampere, appelée balance Kibble , qui supprime cette source d'imprécision par une étape d'étalonnage, a été inventée par Bryan Kibble en 1975. Ce dispositif expérimental a été développé dans les laboratoires de métrologie gouvernementaux du monde entier dans le but de fournir une plus définition précise du kilogramme , l'étalon de masse mondial . Dans cette application, la balance Kibble fonctionne dans le sens inverse de la balance Ampère : elle sert à peser le Prototype International du Kilogramme , définissant le kilogramme en termes de courant électrique et de tension. Étant donné que la tension et le courant eux-mêmes sont déjà définis en termes de constantes physiques fondamentales comme la constante de Planck et la vitesse de la lumière , cela a créé une nouvelle définition du kilogramme en termes de ces constantes fondamentales. Il s'agit d'une définition plus stable que la précédente, qui était basée sur le kilogramme prototype physique qui est vulnérable aux dommages et à la détérioration au fil des ans.
Usage
Des lectures approximatives peuvent être obtenues en lisant la position du poids sur la balance, ou une lecture plus précise peut être obtenue comme suit : Le bord supérieur de l'étagère sur laquelle les poids glissent est gradué en divisions égales, et le poids est muni de une languette métallique pointue afin que sa position sur l'étagère puisse être déterminée avec précision. Puisque le courant traversant la balance lorsque l' équilibre est obtenu avec un poids donné est proportionnel à la racine carrée du couple dû à ce poids, il s'ensuit que l'intensité du courant lorsque l'équilibre est obtenu est proportionnelle au produit de la racine carrée de la poids utilisé et le déplacement de ce poids à partir de sa position zéro. Chaque instrument est accompagné d'une paire de poids et d'une table de racine carrée, de sorte que le produit des racines carrées du nombre correspondant à la position du poids mobile et de la constante constatée pour chaque poids, donne à la fois la valeur de la courant en ampères. Chacune de ces balances est conçue pour couvrir une certaine plage de lecture. Ainsi, la balance en centi-ampères va de 1 à 100 centi-ampères, la balance en déci-ampères de 1 à 100 déci-ampères, la balance en ampères de 1 à 100 ampères, etc.
Les références
- Cet article incorpore le texte d'une publication maintenant dans le domaine public : Chisholm, Hugh, ed. (1911). " Ampèremètre ". Encyclopædia Britannica (11e éd.). La presse de l'Universite de Cambridge.
