Что такое ампер-весы?
Ампер-весы представляют собой специализированный измерительный прибор, относящийся к категории токовых весов. Их основное предназначение — точное воспроизведение и определение единицы силы электрического тока (ампера). Принцип действия устройства основан на фундаментальном физическом законе — измерении силы механического взаимодействия между двумя проводниками, по которым протекает электрический ток.
Конструкция и принцип действия
Ключевыми элементами конструкции ампер-весов являются два проводника, выполненные в форме соленоидов (катушек индуктивности). Когда через эти катушки пропускается электрический ток, между ними возникает сила электромагнитного взаимодействия (притяжения или отталкивания, в зависимости от направления токов). Эта сила измеряется механическим способом: она уравновешивается калиброванным весом стандартных гирь, что позволяет с высокой точностью определить величину силы тока.
Физическая основа и формула
Работа прибора базируется на законе Ампера, описывающем силу взаимодействия параллельных проводников с током. Взаимосвязь между измеряемыми величинами в установившемся (уравновешенном) состоянии описывается формулой: l = (mg/k)1/2, где l — сила тока, m — масса уравновешивающих гирь, g — ускорение свободного падения, а k — конструктивная постоянная прибора, зависящая от геометрии соленоидов и расстояния между ними. Таким образом, измерение массы гирь позволяет напрямую вычислить значение силы тока.