Hoppa till huvudinnehåll
RISE logo

Elektrisk likström

Elektrisk likström är ett expertisområde vid Riksmätplatsen för elektriska storheter. Vi realiserar den nationella standarden för strömenheten ampere. Ampere kan uttryckas som laddningsenheten coulomb per sekund och är därmed ett mått på hur många laddningar som passerar genom en ledare per tidsenhet. En elektron är bärare av laddningen -1,602 176 634 ∙ 10-19 coulomb.

Strömenheten

När SI-systemet omdefinierades den 20 maj 2019 så ändrades definitionen för den elektriska grundenheten ampere. Istället för att baseras på kraften mellan två oändligt långa elektriska ledare så definieras nu ampere via värdet på elementarladdningen e.  Omdefinieringen av SI-systemet skedde samtidigt som elementarladdningen gavs ett fastställt, exakt, värde på e=1,602 176 634 ∙ 10-19 C, där enheten coulomb, C, kan uttryckas som A∙s, ampere gånger sekund.  Det betyder att en ampere motsvarar ett laddningsflöde på 1 coulomb, det vill säga ungefär 6,241 509 074 ∙ 1018 elektroner, per sekund.

Att räkna individuella elektroner är i dag möjligt, men det är fortfarande en teknik som är i sin linda. På RISE realiserar vi därför strömenheten genom att utnyttja oss av Ohms lag där strömmen I = U/R. Relationen för enheterna blir då A = V/Ω, dvs ampere är lika med volt dividerat med ohm.  Både spänningsenheten volt och resistansenheten ohm kan realiseras mycket noggrant med hjälp av Josephsoneffekten respektive kvanthalleffekten. Mätosäkerheten i realiseringen om vi utnyttjar Ohms lag blir som bäst 25 nA/A vid 100 μA.

En alternativ realisering av likströmsenheten kan används för små strömmar under 100 pA där ovanstående metod ger högre mätosäkerhet. En känd konstant spänningsramp används för att ladda en kondensator. Spårbarheten kommer i det här fallet från enheterna för likspänning, tid och kapacitans. Mätosäkerheten i denna realisering är som bäst 30 μA/A.

 

Forskning och utveckling

Under det senaste decenniet har mätinstrument som klarar av att mäta allt mindre strömmar tagits fram. Med det har kraven ökat på noggranna kalibreringar i det mätområdet. Därför har vår forskning och utveckling framför allt fokuserat på att utveckla kalibreringsmetoder med högre noggrannhet för små strömmar.

 

Kontakta oss

Kontakta oss om du har frågor angående vårt arbete med elektrisk likström. Vi erbjuder kalibrering av strömmätande och strömgenererande instrument och kan även hjälpa till vid utveckling av nya kalibreringsmetoder. Mer information om vår uppdragskalibrering finner du på våra tjänstesidor.


Kontaktperson

Tobias Bergsten

Forskare

+46 10 516 51 16
tobias.bergsten@ri.se

Läs mer om Tobias