SI-mittayksiköt Suomessa, sähkö

Artikkelit
VTT
Decorative image

Tämä artikkeli on osa sarjaa, jossa kerrotaan SI-yksiköistä, niiden toteuttamisesta Suomessa ja niihin liittyvistä palveluistamme. Tämä osa käsittelee sähköä.

Katso lisätiedot sähkön kalibroinnista tästä.

​Sähkövirran SI-yksikkö: ampeeri (A)

Sähkövirran SI-yksikkö on ampeeri. Ampeerin tunnus on A ja sen määritelmän perustana on alkeisvarauksen e kiinteä lukuarvo 1,602 176 634 × 10−19, kun yksikkönä on C eli A∙s ja kun sekunnin määritelmän perustana on ∆νCs.

Jännitteen SI-yksikkö: voltti (V)

Voltti on potentiaaliero kahden pisteen välillä johtimessa, jossa kulkee yhden ampeerin vakiovirta, kun näiden pisteiden välillä on yhden watin tehohäviö.

Resistanssin SI-yksikkö: ohmi (Ω)

Ohmi on sähköinen resistanssi johtimen kahden pisteen välillä, kun näihin pisteisiin kohdistuva yhden voltin potentiaaliero aiheuttaa johdossa yhden ampeerin virran. 

Sähkövarauksen SI-yksikkö: coulombi (C)

Coulombi on sähkövaraus, jonka yhden ampeerin sähkövirta kuljettaa yhden sekunnin aikana.

Kapasitanssin SI-yksikkö: faradi (F)

Faradi on kapasitanssi kahden levyn välillä, kun yhden coulombin varaus aiheuttaa levyjen välille yhden voltin jännitteen.

Induktanssin SI-yksikkö: henry (H)

Henry on suljetun virtapiirin induktanssi, kun nopeudella 1 A/s muuttuva sähkövirta aiheuttaa virtapiiriin yhden voltin suuruisen sähkömotorisen voiman.

Ampeerin, voltin ja ohmin toteutus

Ampeeri voidaan toteuttaa seuraavilla tavoilla:  

  • käyttämällä sähkövirran, jännitteen ja resistanssin mittayksiköille Ohmin lain mukaista riippuvuutta A = V/Ω, ja toteuttamalla voltti (V) Josephson-ilmiön ja ohmi (Ω) kvantti-Hall-ilmiön avulla;
  • käyttämällä sähkövirran, varauksen ja ajan mittayksiköille riippuvuutta A = C/s, toteuttamalla coulombi (C)  yksielektronipumppua tai vastaavaa laitetta sekä ampeerin määritelmän mukaista alkeisvarauksen e arvoa käyttäen, ja toteuttamalla sekunti (s) määritelmäänsä pohjautuen; 
  • käyttämällä sähkövirran, kapasitanssin ja jännitteen aikaderivaatan välistä yhteyttä I = C·dU/dt, sekä faradin (F), voltin (V) ja sekunnin (s) toteutuksia. 

Voltti voidaan toteuttaa seuraavalla tavalla:

  • käyttämällä Josephson-ilmiötä ja siinä Josephsonin vakiolle alkeisvaraukseen e ja Planckin vakioon h perustuvaa arvoa KJ = 2e/h, joka on 15 numeron tarkkuudella 483 597,848 416 984 GHz/V.

Ohmi voidaan toteuttaa seuraavilla tavoilla:

  • käyttämällä kvantti-Hall-ilmiötä CCEM:n suositusten mukaisesti ja siinä von Klitzingin vakiolle arvoa RK = h/e2, joka on 15 numeron tarkkuudella 25 812,807 459 3045 Ω;
  • vertaamalla tuntematonta resistanssia tunnettuun, esimerkiksi laskettavissa olevan kondensaattorin avulla määritettyyn impedanssiin.

Sähkön kalibrointipalvelut

Kalibrointipalvelumme kattavat seuraavat alueet

Jaa