Amper-tərəzi

Məlumdur ki: "Amper elə sabit cərəyan şiddətinin vahididir ki, vakuumda sonsuz uzunluğa malik iki paralel naqil bir-birindən 1 metr məsafədə yerləşən zaman bu naqillərin hər 1 metri arasındakı qarşılıqlı təsir qüvvəsi 2·10^-7 Nyuton-a bərabər olsun^[1]. Tərifdə sonsuz uzun naqillər anlayışı mövcuddur ki, bu da təcrübədə tətbiq oluna bilməz. Buna görə də, real problemləri həll etmək üçün sonlu ölçülərə malik naqilləri olan xüsusi elektromexaniki cihaz — amper-tərəzi hazırlanmışdır. Onun köməyi ilə elektrodinamika qanunları əsasında tələb olunan cərəyan şiddətini hesablamağa imkan verən məlumatlar əldə edilir.

İlk amper-tərəzi 1882-ci ildə İngilis fiziki Uilyam Tomson (Lord Kelvin) tərəfindən hazırlanmışdır. Konstruksiyasının fərqləndirici xüsusiyyəti kompakt və dəqiq olmasıdır. Çünki, cərəyanın gücü iki koaksial bir qatlı solenoidlərin qarşılıqlı təsir qüvvəsi ilə təyin olunur^[2].

Dizaynına görə, amper-tərəzi analoq tərəzilərə bənzəyir. Sadəcə olaraq, burada tərəzinin gözlərindən biri qarşılıqlı təsirə malik naqillərlə əvəz olunur. Tərəzi qeyri-maqnit materiallardan hazırlanır. Ölçülən cərəyan şiddəti, bir- birilə ardıcıl birləşmiş koaksial bir qatlı solenoidlər şəklində hazırlanmış iki naqilin qarşılıqlı təsir qüvvəsi ilə müəyyən edilir. Solenoidlərin qarşılıqlı təsir qüvvəsi, çəki daşlarının çəkisi ilə tarazlaşdırılır: ${\displaystyle F_{1}=mg}$  (şəklə bax), burada ${\displaystyle m}$  çəki daşının kütləsi, ${\displaystyle g}$  — sərbəst düşmə təcilidir.

Solenoidlərin qarşılıqlı təsir qüvvəsi ${\displaystyle F_{2}=cI_{1}I_{2}=cI^{2}}$  (solenoidlər ardıcıl birləşdiyinə görə ${\displaystyle I_{1}=I_{2}=I}$ ) ifadəsi ilə hesablanır. Burada ${\displaystyle I}$  — cərəyan şiddəti və ${\displaystyle c}$  — naqillərin həndəsi ölçüləri ilə müəyyən olunan normalaşdırma əmsalıdır.

Tarazlıq halında, aşağıdakı bərabərlik alınır: ${\displaystyle F_{1}=F_{2}}$ , Bu ifadəni belə yaza bilərik: ${\displaystyle mg=cI^{2}}$ , yekun ifadə belə olacaq:

Bu formula görə hesablanan cərəyan şiddəti elektrik ölçü cihazlarının yoxlanılması üçün etalon qiymətdir .

Amper-tərəzinin istifadəsi zamanı yaranan ölçü xətası ${\displaystyle c}$ əmsalının təyinedilmə dəqiqliyindən, ${\displaystyle g}$  təcilinin qəbul edilmiş qiymətinin dəqiqliyindən və ətraf mühitin faktiki maqnit təsiridən asılıdır^[3].

Amper-tərəzinin nisbi xətası təxminən 0,001% -dir^[4].