Sähkö


​Sähkövirran SI-yksikkö: ampeeri (A)

Ampeeri ajallisesti muuttumattoman sähkövirta, joka kulkiessaan kahdessa suorassa yhdensuuntaisessa, äärettömän pitkässä ja poikkipinnaltaan mitättömässä pyöreässä johtimessa, jotka ovat metrin etäisyydellä toisistaan tyhjiössä, aikaansaa johtimien välillä 2×10–7 N voiman johtimen metriä kohti.

Määritelmän seurauksena tyhjiön permeabiliteetin  µ0 arvo on tasan 4 x 10–7 H/m.

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 resistansi johtimen kahden pisteen välillä, kun näihin pisteisiin kohdistuva yhden voltin potentiaaliero aiheuttaa johdossa 1 ampeerin virran. 

Ampeerin, voltin ja ohmin toteutusJosephson.png

Koska ampeerin, ohmin ja voltin tarkka käytännön realisointi niiden määritelmästi on hyvin vaikeaa ja aikaa vievää, otettiin vuonna 1990 käyttöön ns. konventionaalinen yksikköjärjestelmä (tavanmukaiset yksiköt, conventional units). Tällöin sähkövirran yksikkö toteutetaan jännitteen ja resistanssin kvanttimekaanisten mittanormaalien eli kvanttinormaalien avulla käyttäen hyväksi Ohmin lakia virta  on jännite jaettuna resistanssilla (I = U / R). Jännitteen kvanttinormaali perustuu pienissä suprajohderakenteissa esiintyvään Josephsonin ilmiöön. Resistanssin kvanttinormaaleissa hyödynnetään puolestaan kaksiulotteisten elektronikaasujen kvantti-Hall-ilmiötä.

Sähkösuureiden tavanmukaiset mittayksiköt voidaan toteuttaa ja sähkösuureiden mittanormaaleita verrata keskenään hyvin tarkasti, mutta vertaaminen muihin SI-järjestelmän suureisiin on hankalaa. Tämä on yksi syy, jonka vuoksi SI-järjestelmää ollaan uudistamassa lähivuosina. Tavoitteena on, että ampeeri voidaan jatkossa määritellä kiinnittämällä alkeisvarauksen (e ) arvo. Tämä edellyttää kuitenkin myös kilogramman määritelmän muuttamista. Kilogramma onkin tarkoitus määritellä kiinnittämällä Planckin vakion (h ) arvo, ja se voitaisiin realisoida esimerkiksi niin sanotulla wattivaakakokeella, jossa massan gravitaatiopotentiaalienergiaa verrataan sähköenergiaan.


Sähkön kalibrointipalvelut