安培(Ampere)是国际单位制中描述电流强度的基本单位,是国际单位制的7个基本单位之一,为纪念法国物理学家安培而命名,他在1820年提出了著名的安培定律。1946年,国际计量委员会(CIPM)提出定义为:在真空中,截面积可忽略的两根相距1米的平行且无限长的圆直导线内,通以等量恒定电流,导线间相互作用力在1米长度上为2×10-7牛时,则每根导线中的电流为1安培。1948年第九届国际计量大会(CGPM)正式批准该定义。1960年,在第十一届CGPM上,电流单位安培被正式采用为国际单位制的基本单位之一。
安培的这一定义直接体现了电流与力学量之间的关系。在计量科学中,我们把对定义的实际实施称之为“复现”,即借助于测量装置,在实验中将定义进行复现。复现有两种形式,直接复现和间接复现。
在直接复现方面,法国物理学家安培在国际上首次发现了两根载流导线间存在着电磁力,在此基础上研制成世界上首套电流天平。电流天平的不确定度约为1x10-5~4x10-6。线圈几何尺寸的测量误差、线圈自热引起的几何尺寸的变化和形成的气流影响,以及线圈间的微小作用力难以准确测量等都会带来误差。直到19世经70年代初,这种方法的不确定度仍然被限制在10-6的量级、很难再进一步减小。
除了电流天平之外,还有一种与此等效的方法是分别在较强磁场中用核磁共振吸收法和在较弱磁场中用核感应法测量质子的旋磁比,并把两种方法的测量结果结合在一起,也可复现电流单位安培。
由于安培的传统定义中提出的理想条件均无法实现,因此计量学家们试图找到一种更好的方式对安培进行重新定义。早在一个世纪前他们就发现电荷是以电子的形式存在,这也暗示了电流的定义应该从这个方面考虑。
与使用两根通电导线之间的力定义相比,安培很可能在未来使用基本电荷的流速来定义,即1安培就可以定义为1秒内有6.2415093x1018个元电荷通过横截面的电流。采用新定义后,安培不再基于力学量,而是基于量子效应和基本物理常数。