Ampère

L'ampère (symbole A) est l'unité SI d'intensité d'un courant électrique.

Un courant d'un ampère correspond au transport d'une charge électrique d'un coulomb par seconde à travers une surface (section de fil, électrolyte, tube à vide).

Cette unité doit son nom à André-Marie Ampère, dont la théorie de l'électrodynamique a fortement contribué à la naissance de la théorie de l'électromagnétisme de Maxwell.

Définition

La définition de l'ampère a été donnée par le Comité international des poids et mesures en 1948. Par définition, « un ampère est l'intensité d'un courant constant qui, s'il est maintenu dans deux conducteurs linéaires et parallèles, de longueurs infinies, de sections négligeables, et distants d'un mètre dans le vide, produit entre ces deux conducteurs, une force linéaire égale à  newton par mètre. »

La redéfinition de l'ampère est envisagée de deux façons :

• par redéfinition du volt (à partir de la constante de Josephson K_J = 483 597,891 GHz/V) et de l'ohm (à partir de la constante de von Klitzing R_K = 25 812,807 Ω.

• par mesure du courant électron par électron (q = 1 602 176 487×10^-19 C).

Néanmoins, la cohérence de ces deux approches (triangle métrologique « volt - ohm - ampère ») n'est pas encore démontrée avec le niveau de précision souhaité.

Exemples

• 1 fA : ordre de grandeur du courant minimal mesurable par un électromètre de laboratoire.
• 100 pA : ordre de grandeur du courant minimal mesurable par un multimètre commercial.
• 2 µA : montre à cristaux liquides.
• 1 mA : prothèse auditive intra-auriculaire.
• 10 A : bouilloire électrique de 2300 W alimentée en 230 V.
• 16 A : courant maximal dans une prise électrique standard d'Europe continentale.
• 500 A : courant maximal typique d'une batterie automobile au plomb.
• 871 A : courant maximal d'un câble haute tension A enterré (section de conducteur 10 cm²).

Procédés de mesure

Mesure imposant une insertion dans le circuit

Multimètre

La mesure du courant par un multimètre est obtenue par insertion d'une résistance électrique calibrée R dans le circuit et mesure de la tension V à ses bornes. Le courant est obtenu par la loi d'Ohm I = U/R.

Galvanomètre

Le galvanomètre à cadre mobile est un système qui met en jeu une bobine parcourue par le courant à mesurer, un aimant permanent et un ressort de rappel dont la déformation traduit la force exercée par l'aimant sur le courant.

Électromètre

Les électromètres modernes sont construits sur un amplificateur électronique de courant. Contrairement aux multimètres, ils imposent une chute de tension quasi constante et non pas proportionnelle au courant.

Les électromètres anciens mesuraient la charge accumulée. Le courant était déduit comme variation de la charge par unité de temps.

Mesure du champ magnétique engendré

Pince ampèremétrique (courant alternatif)

Une pince ampèremétrique est fondée sur un circuit magnétique (fer doux, ferrite) que l'on referme autour du fil parcouru par le courant alternatif que l'on souhaite mesurer. Les variations de flux magnétique engendrent une tension alternative aux bornes d'une bobine enroulée autour du circuit magnétique, finalement mesurée par un voltmètre.

Sonde à effet Hall

Les sondes à effet Hall sont en général des pinces ampèremétriques qui mesurent directement le champ magnétique créé par le courant. Elles sont utilisables aussi bien pour mesurer un courant continu qu'un courant alternatif.

Sonde à effet Néel

Les sondes à effet Néel sont des capteurs de courant qui peuvent se présenter sous forme de boucle ouvrante et flexible ou de capteur busbar et qui mesurent le champ magnétique créé par le courant primaire circulant dans le conducteur. Elles peuvent mesurer du courant alternatif et du courant continu, avec un niveau de précision élevé, comparable à celui des mesures qui imposent une insertion dans le circuit.

Multiples et sous-multiples

Anciens multiples et sous-multiples de l'ampère

10 N	Nom	Symbole	Nombre en français	Nombre en chiffres
104	myriaampère	maA	Dix mille	10 000
10-4	myrioampère	moA	Dix-millième	0,000 1