Amperio

El amperio^[3]​, ampere^[4]​ o ampère (símbolo A) es la unidad de intensidad de corriente eléctrica. Forma parte de las unidades básicas en el sistema internacional de unidades y recibió ese nombre en honor al matemático y físico francés André-Marie Ampère (1775-1836). El amperio es la intensidad de una corriente constante que, manteniéndose en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro en el vacío, produciría una fuerza igual a 2×10^–7 newton por metro de longitud.

El amperio es una unidad básica, junto con el metro, el segundo, y el kilogramo.^[5]​ Su definición no depende de la cantidad de carga eléctrica, sino que a la inversa, el culombio es una unidad derivada definida como la cantidad de carga desplazada por una corriente de un amperio en un período de tiempo de un segundo.

La definición moderna del amperio se estableció en la novena Conferencia General de Pesas y Medidas de 1948, de la siguiente manera:

Como unidad básica, la definición del amperio no depende de ninguna otra unidad, eléctrica o de otra clase.

Desde mediados del siglo XIX, con el desarrollo del electromagnetismo y la electrotecnia, comenzó a usarse el amperio como unidad de corriente eléctrica. La definición y cuantificación no era uniforme, sino que cada país desarrolló sus propios estándares. El primer estándar internacional que definió el amperio, así como otras unidades eléctricas, fue establecido en el Congreso Eléctrico Internacional de Chicago en 1893, y confirmada en la Conferencia Internacional de Londres de 1908. El "amperio internacional" se definió en términos de la corriente eléctrica que provoca la deposición electrolítica de la plata de una solución de nitrato de plata a un promedio de 0.001118 g/s.^[7]​^[8]​ Su valor, expresado en términos del amperio absoluto, equivalía a 0,99985 A.

La unidad de carga eléctrica, el culombio, se deriva del amperio: un culombio es la cantidad de carga eléctrica desplazada por una corriente de un amperio fluyendo durante un segundo.^[9]​ Por tanto, la corriente eléctrica (I), puede expresarse como el promedio de carga (Q) que fluye por unidad de tiempo (t):

Aunque conceptualmente parecería más lógico tomar la carga como unidad básica, se optó por la corriente porque, por razones operativas, resultaba más fácil de medir experimentalmente.

De la definición actual del amperio se sigue una consecuencia acerca de la permeabilidad magnética del vacío. La fuerza ejercida sobre dos conductores paralelos rectilíneos por los que circula una intensidad de corriente viene dada por la ley de Biot-Savart:

${displaystyle {frac {F}{l}}={frac {mu _{0}cdot I^{2}}{2pi cdot r}}}$

donde:

La definición de amperio determina todas estas cantidades excepto una: la permeabilidad del vacío μ₀. Despejando de la anterior ecuación se tiene que:

${displaystyle mathbf {mu _{0}} ={frac {2pi cdot fcdot r}{I^{2}cdot l}}={frac {2pi cdot 2cdot 10^{-7}Ncdot 1m}{(1A)^{2}cdot 1m}}=4pi imes 10^{-7}mathrm {N/A^{2}} =1,2566370614ldots imes 10^{-6}mathrm {H/m} }$

de lo que resulta que la definición del amperio implica un valor exacto para la permeabilidad del vacío.^[6]​ Además, dado que la permitividad y la impedancia característica del vacío están relacionadas con la permeabilidad, también tienen un valor definido exacto:

donde ${displaystyle c_{0}}$ es la velocidad de la luz en el vacío.

En el año 2010, el Comité del BIPM propuso la redefinición de varias unidades del sistema internacional, para sustituir las definiciones actuales —sin cambiar su tamaño— por otras basadas en constantes de la naturaleza, como la constante de Planck, la de Boltzmann, la carga elemental y el número de Avogadro. La nueva definición propuesta es la siguiente:

Como un amperio es un culombio (aproximadamente igual a 6,241509 × 10¹⁸ cargas elementales^{[n. 1]}​) moviéndose por segundo, equivale a dicho número de electrones moviéndose por segundo. El inverso de este número representa el valor de la carga elemental del electrón en culombios, que según el CODATA (2010) equivale a 1,602 176 565(35) × 10⁻¹⁹.^[11]​

Una consecuencia de la redefinición es que el amperio ya no dependerá de las definiciones del kilogramo y del metro, aunque seguirá expresándose en función del segundo. Además la permeabilidad magnética del vacío dejará de tener un valor exacto definido, y en el futuro se determinará por mediciones experimentales, así como las magnitudes relacionadas con esta: la permitividad y la impedancia característica del vacío.

A continuación se muestra una tabla de los múltiplos y submúltiplos del amperio conforme a la nomenclatura del Sistema Internacional de Unidades: