Blog – Prof. Gheorghe Manolea

Personalități din știință și tehnică       

André-Marie Ampère şi unitatea de măsură a curentului electric

Azi, la emisiunea „Personalități din știință și tehnică”, o să vă povestesc despre André-Marie Ampère şi unitatea de măsură a curentului electric.

În discuţiile noastre  obişnuite  folosim adesea expresia  “ curent electric ” şi sintagme care conţin întreaga expresie sau numai cuvântul” curent”:

• S-a întrerupt curentul electric.
• Merg să plătesc curentul electric.
• Am nevoie de un conductor care să suporte un curent mai mare.

Asociem  expresia „curent electric”  cu notiunea „amper”.

     –   Vă rog să-mi daţi  o siguranţă electrică de 16 A.

    –   Este nevoie de un amperaj mai mare pentru a putea suda aceste piese.

   Unele dintre aceste sintagme sunt  incorecte din punct  de vedere tehnic, din punct de vedere electrotehnic, din punct de vedere academic, dar asta este altă problemă.

            Expresia „curent electric” a  fost folosită, acum peste 200 de ani de către  de fizicanul André-Marie Amper.

André-Marie Ampère  s-a născut la data de 20 ianuarie  1775 în localitatea Polémieux de lângă Lyon . Tatăl  său, Jean-Jacques Ampère,  un om instruit, era un comerciant înstărit  care, aplicând principiile educaţioanle ale lui Jean-Jacques Rousseau l-a încurajat să se documenteze  liber atât în biblioteca sa cât şi prin observaţii asupra naturii. Mama sa era  o femeie credincioasă şi l-a educat pe André-Marie în credinţa catolică. A găsit în bibliotecă multe capodopere ale  iluminismului francez printre care Histoire naturelle, generale et particulière, a lui Georges-Louis Leclerc,  şi Encyclopédie d’Alembert a lui Denis Diderot şi Jean Le Rond.

Istoria spune că părinții au invitat un profesor  de matematică să-i predea lecții lui André-Marie. După câteva întâlniri profesorul a înțeles că acesta este un elev extraordinar  pe care nu are ce să-l mai învețe.

 Din păcate, Jean-Jacques Ampère, tatăl lui André-Marie a fost ghilotinat, pe 24 noiembrie 1793, la cucerirea Lyon-ului de către armata republicană. André-Marie Amper  avea atunci   18 ani.           Copilul André-Marie Ampère  a manifestat  un interes special pentru studiu fiind interesat de matematică dar şi de botanică, poezie şi muzică. Istoria spune că la 12 ani stăpânea toate cunoştinţele de matematici  disponibile la vremea aceea. La 13 ani a scris un tratat despre secţiunile conice, iar  la vârsta de 14 ani citea cu pasiune toate cele douăzeci de volume ale Enciclopediei franceze. La vârsta de 18 ani cunoştea, pe lângă limba franceză, italiana, latina şi greaca. Istoria spune că puterea sa de memorare a fost atât de mare încât şi spre sfârşitul vieţii  era capabil  să recite pagini întregi din Enciclopedie.

André-Marie Ampère   a asimilat creativ  ceea ce a citit.

După moartea tatălui său, între anii 1796-1801, a predat la diferite şcoli din Lyon. În 1797 s-a logodit  cu Julie Caron, care provenea dintr-o familie înstărită şi cu care s-a căsătorit în 2 august 1799. După căsătorie, în 1800, s-a născut fiul lor Jean Jacques, botezat aşa în amintirea tatălui său, care va deveni mai târziu un scriitor recunoscut, membru al Academiei Franceze.  In aceiaşi perioadă   a publicat prima sa lucrare ştiinţifică  despre teoria probabilităţii: „Consideraţii  asupra teoriei matematice a jocurilor”.  Datorită noutăţii  subiectului tratat şi a soluţiilor  pe care le-a propus  în această lucrare a fost numit, în 1802,  profesor de fizică şi chimie la Şcoala Centrală din  Bourg-en-Bresse  unde funcţionează doi ani, până în 1804. Se face remarcat şi aici pentru activitatea sa ştiinţifică. Din păcate, în iulie 1803, soţia sa a murit  şi, în 1804, s-a mutat la Paris.  Din 1805  a  funcţionat ca asistent  la École Polytechnique   din Paris, iar din 1809 este numit profesor la  această universitate. În 1808 a fost numit de Napoleon  în funcţia de inspector al activităţilor din universităţi, funcţie pe care şi-a păstrat-o toată viaţa.

 În această perioadă a lucrat foarte mult în domeniul matematicii. A publicat mai multe lucrări ştiinţifice despre teoria probabilităţii, despre aplicaţiile  matematicii superioare în mecanică şi despre diverse  probleme de analiză matematică.

Pentru lucrările sale ştiinţifice din domeniul ecuaţiilor diferenţiale a fost numit, în 1814, membru al Institutului francez care a  devenit ulterior Academia de Ştiinţe, iar în anul 1821 a fost numit profesor de fizică experimentală la College de France.

În data de 11 septembrie 1820,  la o şedinţă a Academiei Franceze de Ştiinţe , fizicianul François Arago, reîntors dintr-o călătorie făcută la Geneva,  reconstituie experienţa  descrisă de fizicianul danez Hans ChristianOersted  referitoare la acţiunea curentului electric asupra unui ac  magnetic. Ampère a înţeles fenomenul dar şi importanţa acestei observaţii aşa că, având o foarte bună pregătire teoretică, după o săptămână,  formulează şi prezintă teoria  fizico-matematică a acestei experienţe explicând legătura dintre electricitate şi magnetism. A explicat atunci similitudinea dintre un magnet permanent şi o bobină parcursă de curent, adică un electromagnet. Continuă cercetările experimentale începute de Oersted şi  observă că  polul nord al unui ac magnetic, plasat sub un conductor parcurs de un curent electric, tinde să devieze spre stânga aşa cum degetul mare de la mâna dreaptă se depărtează de palmă. Această afirmaţie este învăţată de elevii de astăzi sub numele de regula mâinii drepte. Ampere demonstrează că în natură există doar sarcini electrice, iar magnetismul apare numai  din cauza mișcării sarcinilor electrice.

În 1824, după multe discuții și situații neplăcute, a primit catedra de fizică generală și experimentală la College de France. A făcut cercetări  teoretice şi experimentale minuţioase în domeniul interacţiunii dintre  curenţii electrici după care, în 1826 Amper demonstrează că doi curenţi care parcurg  conductoare paralele  acţionează unul asupra celuilalt  punând astfel  bazele electrodinamicii. Formulează legea care acum îi poartă numele.

Precizez   că tot  în 1826  românul  Petrache Poenaru obţinuse o bursă   la École Polytechnique   din Paris. Putem să ne imaginăm că cei doi s-au întâlnit. Am făcut această afirmație și într-o conferință pe care am ținut-o la Lyon în urmă cu ceva ani. Unuia dintre participanți i s-a părut o ipoteză care merită să fie cercetată.

Toate aceste descoperiri  sunt expuse, în 1827, în lucrarea „ Despre teoria matematică a fenomenelor  electrodinamice deduse experimental”. În această lucrare foloseşte pentru prima dată  noţiunea de curent electric  şi tensiune electrică.

Împreună cu François  Arago a inventat  electromagnetul  şi primul telegraf electric, asemănător cu cel propus de Sommering , la care voltmetrele  erau înlocuite cu ace magnetice.

A inventat galvanometrul, adică aparatul cu care se  măsoară intensitatea curentului   electric şi pe care îl numim azi „ ampermetru”. În 1881, s-a stabilit ca  unitatea de măsură a curentului electric să poarte numele celebrului fizician – Amper –  fiind una dintre cele şapte mărimi  fundamentale din sistemul internaţional de unităţi de măsură.

După anul 1828, Ampère se reîntoarce la  activitatea ştiinţifică din domeniul matematicii şi a mai publicat câteva lucrări de matematici superioare. A încercat să alcătuiască şi o clasificare a ştiinţelor pe baza unor principii filosofice şi matematice.

În 1832 îl susţine pe Hippolyte Pixii să construiască prima maşină electromagnetică, de fapt un generator electric. Iniţial Hippolyte Pixii a prezentat la Academia de ştiinţe din Paris o maşină care producea  curent electric monofazat prin rotirea manuală a unui magnet permanent în faţa unei bobine fixe. André-Marie Ampère  i-a sugerat să adauge un comutator  care permitea obţinerea unui electric pulsatoriu, altfel spus, un curent redresat.

Ampère  a introdus în vocabularul oamenilor de știință mulți termini noi, multe cuvinte noi, printre care  „electrostatică”, „electrodinamică”, „solenoid”,  cuvinte folosite în mod obișnit în zilele noastre.

În 1814 devine membru al Academiei de Științe din Paris, iar în 1830 membru de onoare al Academiei de Științe din Sankt Petersburg.

A murit la Marsilia în 10 iunie 1836, în timpul unei inspecţii universitare,  fără să cunoască bucuriile recunoaşterii  de către comunitatea profesională, aproape uitat de contemporani. Avea numai 61 de ani.

Numele său este inclus în lista celor mai mari oameni de știință ai Franței, plasată la primul etaj al Turnului Eiffel din Paris.

Așadar, stimați ascultători, azi v-am povestit despre un fizician celebru, André-Marie Ampère, al cărui nume a fost atribuit ca unitate de măsură  pentru curentul elecetric, Amper.

La finalul acestui episod, pentru a vă  consolida informațiile despre  Amper, despre curentul electric, despre puterea  electrică în curent continuu, o să vă spun o poveste pe care am citit-o în vremurile de demult.

Se pune că Amper și Volta erau  buni prieteni. Se întâlneau într-o poiană cu umbra și cu un izvor cu apă minunantă, aproape miraculoasă. Când se simțeau obsosiți, după dispute  științifice prelungite, sorbeau din apa izovorului și oboseala le trecea ca prin minune.

Într-o zi, au stabilit să se întâlnească  în poiană pentr a discuta despre calculul puterii electrice în circuite de current continu. Volta a venit primul în poiană. A observat că peste izvor căzuse un bolovan. A încercat să-l dea la o parte dar, oricât a încercat, nu a reușit.După o vreme a venit și Amper. Și-au unit puterile și au reușit să îndepărteze bolovanul. Efortul îi obosise. Au sorbit din apa izovorului și puterea le-a revenit.

Apoi, întru-un glas au spus:

Puterea în curent continuu trebuie să se calculeze ca produs între Volt și Amper, adică P= UxI.

Mențiune.

            Emisiunea „Personalități din știință și tehnică” este difuzată la Radio Sud, pe frecvența 97,4 MHz FM, https://radio-online-romania.com/sud-fm, și  on line  radiosud.ro (ASCULTĂ LIVE), de luni până vineri, la ora 21:00.