티스토리 뷰
목차
반응형
국제단위계(SI) 기본 단위는 과학과 기술의 기초를 이루며, 전 세계적으로 통일된 기준을 제공합니다. 이 글에서는 SI 기본 개념과 전류 단위인 암페어(A)에 대해 자세히 알아보겠습니다.
SI 기본 단위 및 관련 자료
| 미터 (m) | 칸델라 (cd) | 캘빈 (K) |
| 암페어 (A) | 킬로그램 (kg) | 암페어 (A) |
| 킬로그램 (kg) |
1. 국제단위계 SI 기본 단위 역사
아래는 7개의 SI 기본 단위가 확립되기까지의 주요 역사를 연도별로 정리한 내용입니다.
1) 암페어 (ampere, A)
- 1820년: 안드레 마리 암페르가 전류에 대한 법칙을 처음으로 제안하였습니다.
- 1948년: 국제단위계(SI)에 따라 1암페어는 "진공 상태에서 1m 간격으로 놓인 두 평행 도체에 2 × 10⁻⁷ N의 힘을 발생시키는 전류"로 정의되었습니다.
- 2019년: 기본 전하(전자 1개당 전하)의 고정된 수치를 기준으로 암페어가 재정의되었습니다.
2) 킬로그램 (kilogram, kg)
- 1795년: 1리터의 물의 질량으로 킬로그램이 처음 정의되었습니다.
- 1889년: 백금-이리듐 합금으로 만든 국제 킬로그램 원기를 기준으로 킬로그램이 재정의되었습니다.
- 2019년: 플랑크 상수의 고정된 값을 사용하여 킬로그램을 재정의하였습니다. 이를 통해 원기의 물리적 의존에서 벗어난 정의가 확립되었습니다.
3) 초 (second, s)
- 17세기: 1초는 처음으로 태양이 자오선을 통과하는 두 순간 사이의 시간(평균 태양일)을 86,400분의 1로 정의되었습니다.
- 1960년: 세슘 원자의 진동수를 기준으로 하는 정의가 논의되기 시작했습니다.
- 1967년: 현재의 정의인 "세슘-133 원자의 9,192,631,770회의 진동을 기준으로 1초를 정의"하는 방식이 국제적으로 채택되었습니다.
4) 미터 (meter, m)
- 1793년: 프랑스에서 지구 적도에서 극까지 거리의 1/10,000,000에 해당하는 길이로 미터가 처음 정의되었습니다.
- 1889년: 백금-이리듐 합금 막대의 길이를 미터로 정의한 국제 미터원기가 도입되었습니다.
- 1960년: 크립톤-86 원자가 방출하는 특정 빛의 파장을 기준으로 미터가 다시 정의되었습니다.
- 1983년: 진공에서 빛이 1/299,792,458초 동안 이동하는 거리를 기준으로 미터가 정의되었습니다.
5) 켈빈 (kelvin, K)
- 1848년: 윌리엄 톰슨(켈빈 경)이 절대 온도 개념을 제시하며 켈빈 온도 단위의 기초를 마련하였습니다.
- 1954년: 삼중점에서 물의 온도를 273.16K로 정의하면서 켈빈이 공식 단위로 채택되었습니다.
- 2019년: 볼츠만 상수의 고정된 값을 사용하여 켈빈이 재정의되었습니다.
6) 몰 (mole, mol)
- 1865년: 독일의 화학자 아우구스트 카쿨레가 몰 개념을 처음으로 제안하였습니다.
- 1971년: 몰이 국제단위계에 공식적으로 포함되었으며, 1몰은 아보가드로 수(6.02214076 × 10²³)의 입자로 정의되었습니다.
- 2019년: 아보가드로 상수의 고정된 값을 사용하여 몰이 재정의되었습니다.
7) 칸델라 (candela, cd)
- 1909년: 국제 협약에 따라 촛불의 광도를 기준으로 한 단위로 칸델라가 도입되었습니다.
- 1948년: 칸델라는 "백금에서 방출되는 특정한 주파수의 빛"을 기준으로 정의되었습니다.
- 1979년: 현재의 정의인 "주파수 540 × 10¹² Hz에서 방출되는 빛의 광속 효율을 기준으로 1칸델라"로 재정의되었습니다.
2. 암페어 (A)의 개념
암페어는 기본 전하(e)의 고정된 수치 값인 1.602 176 634 × 10-19 C를 기준으로 정의됩니다. 이는 전류의 단위로, 전자의 전기적 특성에 따라 정의되며 일상에서는 전기 회로, 전선, 퓨즈와 같은 전류 관련 항목을 측정할 때 사용됩니다.
3. 전류 측정 장비
- 갈바노미터(Galvanometer): 전류의 흐름을 측정하는 초기 장비로, 전자기력을 이용하여 전류를 측정합니다.
- 암페어미터(Ammeter): 현대의 전류 측정 장비로, 직류(DC) 및 교류(AC) 전류의 흐름을 측정할 수 있습니다.
- 전류 표준기(Current standard apparatus): 매우 정밀한 전류 측정을 위한 장비로, 국가 표준 연구소에서 사용되는 장비입니다. 특히, 키블 저울(Kibble Balance)을 통해 전류 측정을 플랑크 상수와 관련시켜 측정합니다.
| https://www.bipm.org/en/si-base-units/ampere 이 정의는 정확한 관계 e = 1.602 176 634 x 10^(–19) A s를 의미합니다. 이 관계를 역으로 표현하면 정의 상수 e 와 Δν Cs 에 따라 단위 암페어에 대한 정확한 표현이 제공됩니다.   |
※ 표준장비: 전류 측정기 (Current Balance)
사이트: https://www.nist.gov/si-redefinition/ampere-future
단일 전자 수송 장치를 절대 영도에 가깝게 냉각하는 냉장고에 둘러 쌓임
4. 마무리
암페어(A)는 전류의 기본 단위로, 전자의 전하량을 기준으로 정의됩니다. 이는 전기 회로, 전선, 전류 측정 장비 등에 필수적인 요소로 사용되며, 현대 과학과 기술 발전에 중요한 역할을 합니다.
반응형