Demi penyadaran ilmu dan literasi sains: Mengapa permeabilitas vakum tepat sama dengan 0,4 X Pi Mikrohenry per meter? – Asal usul satuan arus listrik ampere

Abstract

Asal usul definisi satuan ampere untuk arus listrik dapat memberi penyadaran atau awareness dan wawasan tentang pengaruh cara ilmiah. Definisi satuan ampere menggunakan konsep medan magnetik B. Ampere lalu mendefinisikan satuan ab-amperenya dalam sistem satuan CGS-EMU sebagai satuan bagi arus listrik yang menimbulkan gaya 2 dyne per sentimeter pada kawat yang saling sejajar, yang sama-sama dialiri arus listrik 1 ab-ampere, ketika jarak-antaranya 1 sentimeter. Bilangan 2 muncul dari perhitungan integrasi oleh Ampere bagi gaya pada dua kawat panjang-tak-hingga dan sejajar. Sistem satuan CGS-EMU bertumpu pada rumus dasar Coulomb bagi gaya antara dua kutub magnetik, yang ditulis sebagai F = m1m2/r2. Ketika metrifikasi sistem satuan fisika makin berkembang, satuan arus listriknya disebut ampere, dengan dipilih besarnya adalah 1/10 ab-ampere, agar besarnya lebih praktis dan sesuai dengan besar arus listrik yang dapat dikendalikan dengan baik. Akibatnya, dalam satuan Sistem Internasional (S.I.), definisi bagi 1 ampere tetap dikaitkan dengan gaya pada dua kawat-saling-sejajar, tetapi dengan satuan jarak meter dan gaya yang konsisten dengan arus listrik 1/10 ab-ampere, yaitu 200 nanonewton per meter kawat. Akibat lain adalah, bahwa perumusan aturan Biot-Savart dalam Sistem Internasional memuat koefisien kA = 10–7 henry per meter, berbeda dengan nilai kA = 1 jika digunakan Sistem CGS-EMU. Nilai kA = 10–7 henry per meter dalam S.I., berarti tetapan magnetik ataupun permeabilitas vakum = 0,4 pi mikrohenry per meter seperti yang disebut dalam judul makalah ini. Jadi hasil ini sekedar adalah dampak pemilihan bentuk persamaan bagi gaya antara dua kutub magnet, dan pemilihan besarnya satu ampere dalam S.I. sebagai 1/10 ab-ampere dalam Sistem CGS-EMU. Suatu pertimbangan metafisis kemudian dapat dikembangkan dari proses pendefinisian satuan ampere ini.