¿Por qué el amperio es una unidad básica y no el culombio?

Siempre pensé en la corriente como la derivada temporal de la carga, d q d t . Sin embargo, descubrí recientemente que es el amperio la unidad base y no el culombio. ¿Por qué es esto? Me parece que la carga puede existir sin corriente, pero la corriente no puede existir sin carga. Entonces, la elección lógica para una unidad base sería el culombio. ¿Derecha?

Para su información, esta pregunta se ha realizado anteriormente en electronics stackexchange: 1. electronics.stackexchange.com/q/23449 2. electronics.stackexchange.com/q/62483
Pregunta equivalente para el SI actualizado, para el cual la situación es bastante diferente: ¿Qué es una unidad base en el nuevo SI y por qué el amperio es una de ellas?
En el sistema de unidades SI, la corriente eléctrica es una unidad base. Hay un sistema de unidades que usa carga en lugar de corriente eléctrica como unidad base. Consulte ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC61354 . r

Respuestas (2)

Porque estaba definido por mediciones (la fuerza entre dos segmentos de alambre) que podían hacerse fácilmente en el laboratorio en ese momento . La frase es " definición operativa ", y es la causa de muchas (¿la mayoría? ¿Todas?) de las decisiones aparentemente extrañas sobre las unidades fundamentales.

Es por eso que definimos el segundo y la velocidad de la luz pero derivamos el metro en estos días.

Para ampliar aún más esta respuesta, tenemos instrumentos (amperímetros) que pueden medir la corriente con mucha precisión. Pero es extremadamente difícil hacer experimentos de alta precisión con electricidad estática, es decir, es relativamente difícil medir la carga.
Bueno, siempre puedes medir la carga midiendo la corriente y midiendo el tiempo durante el cual fluyó la corriente. Así que no compro el argumento de la medición. Es cierto que cualquier conjunto de 4 cantidades puede hacerse como 'fundamental' y otras serían 'derivadas'. Pero idealmente deberíamos elegir cantidades que apelen a nuestra noción de fundamental, algo que es una propiedad básica o una noción primitiva. La carga es una propiedad básica de toda la materia, a diferencia de la corriente, que se define solo con respecto a una superficie, por lo que creo que la carga debe elegirse como una cantidad fundamental en lugar de la corriente.
La razón por la que se elige la corriente puede deberse a razones históricas.
Por supuesto que es histórico. Eso es lo que quiero decir sobre eso dependiendo de lo que era fácil en ese momento. El momento en que se tomó la decisión. Y cuando dice * "siempre puede medir la carga midiendo la corriente y midiendo el tiempo" * ha explicado por qué se tomó la decisión de tener la carga como una unidad derivada.
@guru, siempre puedes medir la carga midiendo la corriente y el tiempo Entonces, básicamente, estás de acuerdo en que la corriente y el tiempo deben ser unidades base, y la carga debe ser una unidad derivada.
@jameslarge Citando a dmckee: It is why we define the second and the speed of light but derive the meter these days.Pero el medidor sigue siendo una unidad base. Puedes medir algo a través de una derivación y aun así dejar que sea una unidad base. Por supuesto, generalmente elige la cosa y la forma más fáciles de medir algo, pero lo que decide que es "base" es simplemente una cuestión de elegir su definición.
No es solo histórico. El comentario de @BenCrowell es la verdadera respuesta aquí.

Desde que se hizo esta pregunta, la situación ha cambiado: hay un movimiento hacia una redefinición del sistema SI que elimina los artefactos arbitrarios en términos de cantidades que la mecánica cuántica nos dice que son real y fundamentalmente constantes. A partir de algún momento de 2018, las constantes definidas serán

  • la diferencia de frecuencia Δ v entre dos transiciones electrónicas particulares en átomos de cesio (a menos que se desarrolle una tecnología más estable )

  • una constante k C d definiendo la candela

  • la velocidad C ≈ 3.0 × 10 8 metro / s de luz en el vacío, relacionando la distancia con el tiempo

  • el cuanto de carga electrica mi ≈ 1.60 × 10 − 19 C

  • la constante de Planck h ≈ 6.6 × 10 − 34 j s relacionando el cuanto de carga con el cuanto de flujo magnético , y también relacionando la longitud de onda, el momento y la masa

  • la constante de avogadro norte A ≈ 6.0 × 10 23 metro o yo − 1 relacionar el kilogramo y la unidad de masa atómica

  • la constante de Boltzmann k ≈ 1.38 × 10 − 23 j / k relacionando la temperatura y la energía térmica.

En la versión actual del SI, el primero de estos tres se define exactamente, mientras que los otros cuatro se miden empíricamente con base en el kilogramo prototipo internacional, la medida de la fuerza magnética utilizada para definir el amperio, la masa de un mol de carbono-12, y el punto triple del agua. Todos estos son fenómenos macroscópicos. Después de la redefinición de 2018, las siete constantes que enumeré serán "exactas" en la forma en que C es exacta en la actualidad.

Hay más información sobre la revisión del SI en el BIPM , en Wikipedia y en el NIST . Aquí también hay una noticia de Nature sobre la redefinición del amperio .

¿Cómo diablos vamos a obtener una buena definición operativa del Coulomb?
@DanielSank Sin pasar por una corriente, ¿quieres decir? Sí, esa es una buena pregunta, pero también es cierto para el amperio. Si observa las implementaciones propuestas, tiene un túnel de un solo electrón en el extremo más bajo, pero a corrientes más altas simplemente esquiva y entra en estándares cuánticos sofisticados para el voltio y el ohmio, y luego los dobla en el amperio. El culombio es difícil de definir operativamente a partir de esas constantes, pero el amperio es igualmente difícil. Por qué todavía se llama cantidad base está más allá de mí en este momento.
@EmilioPisanty Solo quise decir cómo se mide la carga con precisión. Usted menciona el efecto túnel de un solo electrón, pero tendría que leer acerca de cómo se va a convertir en un estándar antes de decir que entiendo de lo que están hablando. Debido al efecto Josephson, el voltaje se puede estandarizar bastante bien, como mencionó.
@DanielSank Esa sería una buena pregunta de seguimiento.
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