{{En bref |L''''ampère''' ('''A''') est l'unité de mesure du système international de l''''intensité du courant électrique'''. <br> Il représente la "quantité d'électricité" qui passe dans un conducteur par unité de temps. Pour visualiser ça, on peut faire le parallèle entre le conducteur et un tuyau d'arrosage. L'intensité est alors comparable au volume d'eau qui sort du tuyau par unité de temps (débit) et l'ampère est l'unité de mesure de ce débit.}}
{{En bref |[[ File : Intensité.jpg| thumb|right]] L''''ampère''' ('''A''') est l'unité de mesure du système international de l''''intensité du courant électrique'''. <br> Il représente la "quantité d'électricité" qui passe dans un conducteur par unité de temps. Pour visualiser ça, on peut faire le parallèle entre le conducteur et un tuyau d'arrosage. L'intensité est alors comparable au volume d'eau qui sort du tuyau par unité de temps (débit) et l'ampère est l'unité de mesure de ce débit.}}
== Définition précise de l'ampère ==
== Définition précise de l'ampère ==
Version du 20 juillet 2017 à 15:08
En bref: L'ampère (A) est l'unité de mesure du système international de l'intensité du courant électrique. Il représente la "quantité d'électricité" qui passe dans un conducteur par unité de temps. Pour visualiser ça, on peut faire le parallèle entre le conducteur et un tuyau d'arrosage. L'intensité est alors comparable au volume d'eau qui sort du tuyau par unité de temps (débit) et l'ampère est l'unité de mesure de ce débit.
Aujourd'hui l'ampère est défini comme l'intensité d'un courant électrique constant qui, maintenu dans deux conducteurs linéaires et parallèles, de longueurs infinies, de sections négligeable et distants d'un mètre dans le vide, produit entre ces deux conducteurs une force linéaire égale à [math]\displaystyle{ 2×10^{-7} }[/math] newton par mètre.
Depuis 2004, une résolution du Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) vise à réviser certaines unités du SI afin de les définir à partir de constantes fondamentales. Le but est, entre autre, de redéfinir l'ampère à partir de la charge élémentaire et de la seconde.
Origine de l'ampère
L'ampère est défini pour la première fois en 1881 pendant le premier Congrès international d'électricité. Il est alors défini comme l'intensité du courant produit par une tension de un volt dans une résistance de un ohm, ces deux unités étant définies par convention à, respectivement, [math]\displaystyle{ 10^{8} }[/math] et [math]\displaystyle{ 10^{9} }[/math] unités CGS. Il remplace alors le weber et le siemens.
Le système CGS (pour Centimètre, Gramme, Seconde) est défini en 1873 par la British Association. C'est initialement un système dédié aux mesures mécaniques mais il peut être élargi aux unités électriques. C'est une première ébauche d'un système d'unités international.
En 1893, lors de Congrès international d'électricité de Chicago, l'ampère est redéfini par se représentation matérielle : un courant qui dépose 0.00118 grammes d'argent par seconde à la cathode d'un électrolyseur à nitrate d'argent.
Schéma d'une électrolyse
L'électrolyse :
Lorsque l'on plonge deux électrodes (deux barres métalliques) formées de deux métaux différents (l'une sera appelée anode et l'autre cathode) dans une solution ionique (souvent de l'eau salée) et que l'on impose une tension, un courant électrique passe dans les électrodes et la solution d'eau salée. Suivant les électrodes et la solution choisis il peut y avoir un dépôt, dû à la circulation de courant, sur l'une des électrodes.
Dans notre cas, les ions contenus dans la solution sont des ions nitrate et argent.
En 1948, lors de la 9ème Conférence Générale des Poids et Mesures, le système CGS est remplacé par le système MKSA (Mètre, Kilogramme, Seconde, Ampère). L'ampère devient alors une unité fondamentale du système et acquiert sa définition actuelle.
Le système MKSA permet de résoudre un problème du système CGS. En effet, il y a plusieurs façons d'étendre celui-ci aux unités électriques (Il existe en réalité deux systèmes CGS : le système électrostatique et le système électromagnétique) qui sont incompatible. Le système MKSA, initialement proposé par Giovanni Giorgi en 1901, résoud ce problème afin d'avoir un système unifié. Il permet également de simplifier les relations permettant d'obtenir les unités dérivées.
Détail de la définition actuelle de l'ampère
Quand un courant électrique circule dans un fil de longueur infinie et de section négligeable, il produit un champ magnétique [math]\displaystyle{ \vec B }[/math] défini par la loi : [math]\displaystyle{ \vec B(r) = \frac{\mu_0 I}{2 \pi r} \vec u_\theta }[/math]
Ou : [math]\displaystyle{ \vec B(r) }[/math] désigne le champ magnétique créé par le fil à une distance r de celui-ci. [math]\displaystyle{ \mu_0 }[/math] désigne la perméabilité magnétique du vide. [math]\displaystyle{ I }[/math] désigne l'intensité du courant dans le fil. [math]\displaystyle{ \vec u_\theta }[/math] désigne un vecteur directeur unitaire.
De plus, un courant électrique qui circule dans un fil de longueur [math]\displaystyle{ l }[/math] est affecté par un champ magnétique et subit une force (appelée Force de Lorentz[math]\displaystyle{ \vec F }[/math], défini par la loi : [math]\displaystyle{ \vec F = I \vec l \wedge \vec B }[/math]
Ou : [math]\displaystyle{ \vec F }[/math] désigne la force subie par le fil. [math]\displaystyle{ I }[/math] désigne l'intensité du courant circulant dans le fil. [math]\displaystyle{ \vec l }[/math] désigne la longueur de fil considérée (en tenant compte du sens). [math]\displaystyle{ \vec B }[/math] désigne le champ magnétique.
Enfin, le symbole "[math]\displaystyle{ \wedge }[/math]" désigne le produit vectoriel (ie. une forme de multiplication de vecteurs).
Donc, en combinant les deux, on obtient que chaque fil exerce sur l'autre une force [math]\displaystyle{ \vec F }[/math] donnée par :[math]\displaystyle{ \vec F = I \vec l \wedge \frac{\mu_0 I}{2 \pi r} \vec u_\theta }[/math]
En remplaçant [math]\displaystyle{ \mu_0 }[/math] par sa valeur ([math]\displaystyle{ \mu_0 = 4 \pi \times 10^{-7} }[/math], qui est définie en même temps que l'ampère), en prenant [math]\displaystyle{ l = r = 1m }[/math], on obtient : [math]\displaystyle{ \vec F = 2 I^2 \times 10^{-7} \vec u }[/math] ([math]\displaystyle{ \vec u }[/math] désigne le vecteur directeur qui pointe d'un fil vers l'autre)
On retrouve bien qu'une intensité de 1 [math]\displaystyle{ A }[/math] dans le fil correspond à une force [math]\displaystyle{ ||\vec F|| = 2 \times 10^{-7} }[/math] newton par mètre entre les deux fils. En réalité, le calcul s'est fait dans l'autre sens : on a défini la force équivalente à une intensité de 1 [math]\displaystyle{ A }[/math] dans notre système et on a défini la valeur de [math]\displaystyle{ \mu_0 }[/math] à partir de là.
La mesure du courant
Pour mesurer un courant, on utilise un ampèremètre. Il en existe différents types :
Les ampèremètres analogiques :
Sur ces ampèremètre, on observe le déplacement d'une aiguille. Il existe différents montages permettant de déplacer cette aiguille de manière proportionnelle au courant :
Schéma d'un galvanomètre à cadre mobile
L'ampèremètre magnéto-électrique :
Grace à un galvanomètre à cadre mobile, il mesure l'intensité moyenne du courant qui le traverse. Pour cela, l'aiguille de l'ampèremètre est reliée à une bobine placée dans l'entrefer d'un aimant. Cette bobine est maintenue au 0 par un ressort. Quand une intensité traverse la bobine, le cadre tourne d'un angle proportionnel à l'intensité.
Schéma d'un ampèremètre ferromagnétiqueL'ampèremètre ferromagnétique :
Deux palettes de fer doux sont placée à l'intérieur d'une bobine. L'une des palettes est fixée, l'autre est mobile et fixée à un pivot auquel est relié une aiguille. Quand on fait passer un courant dans la bobine, les palettes s'aimantent et donc se repoussent, ce qui fait tourner l'aiguille. Si ce modèle est moins précis que l'ampèremètre magnéto-électrique, il a l'avantage de pouvoir effectuer une mesure sur n'importe quel courant alternatif de fréquence inférieur à 1kHz). Cet ampèremètre n'est pas polarisé (il ne tient pas compte du sens du courant).
Multimètre numérique::: L'ampèremètre thermique :
Il est composé d'un fil résistant relié à l'aiguille. Quand un courant circule dans le fil, il s’échauffe et donc s'allonge de manière proportionnelle au courant. Il peut mesurer des courants alternatifs jusqu'à des fréquences de quelques MHz. Cet ampèremètre n'est pas polarisée (Il ne tient pas compte du sens du courant).
Les ampèremètre numériques :
Il s'agit de voltmètres numériques qui mesurent la tension produite par le courant à mesurer aux bornes d'une résistance connue. on peut ensuite remonter à l'intensité grâce à la loi d'Ohm : [math]\displaystyle{ U = R×I }[/math]
En bref: 
