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Réalisation pratique des définitions des principales unités
Réalisation pratique des unités de grandeurs électriques
Brochure sur le SI : Annexe 2

    La réalisation de l'ampère (unité de base du SI), de l'ohm ou du volt (unités dérivées du SI), directement selon leur définition et avec une exactitude élevée, demande un travail long et difficile. Les meilleures réalisations de l'ampère que l'on obtienne aujourd'hui font appel à des réalisations du watt, de l'ohm ou du volt. Le watt tel qu'il est réalisé de façon électrique est comparé à l'aide d'une balance avec le watt tel qu'il est réalisé de façon mécanique. L'expérience utilise une bobine dans un champ d'induction magnétique de telle façon qu'il n'est nécessaire de connaître ni les dimensions de la bobine ni la valeur de l'induction magnétique. L'ohm est réalisé en utilisant la variation de capacité d'un condensateur de Thompson-Lampard, variation qui est uniquement fonction du déplacement linéaire d'une électrode de garde. Le volt est réalisé au moyen d'une balance dans laquelle une force électrostatique est mesurée en fonction d'une force mécanique. On peut déduire l'ampère en combinant deux des trois unités précédentes. L'incertitude relative sur la valeur de l'ampère ainsi obtenu est estimée à quelques 10–7. L'ampère, l'ohm et le volt peuvent aussi être déterminés à partir des mesures de diverses combinaisons de constantes physiques. Les laboratoires utilisent aujourd'hui des étalons de référence du volt et de l'ohm fondés respectivement sur l'effet Josephson et l'effet Hall quantique, étalons qui sont nettement plus reproductibles et plus stables que quelques 10–7. C'est pour profiter de l'avantage qu'offrent ces méthodes très stables pour conserver les étalons de référence des laboratoires représentant les unités électriques, tout en prenant soin en même temps de ne pas modifier les définitions du SI, que la 18e Conférence générale a adopté, en 1987, la Résolution 6 qui demande de fonder les représentations du volt et de l'ohm sur des valeurs admises par convention de la constante de Josephson KJ et de la constante de von Klitzing RK.

    18e CGPM, 1987, Résolution 6 :
    ajustement prévu des représentations du volt et de l'ohm

    En 1988, le Comité international a adopté les Recommandations 1 (CI-1988) et 2 (CI-1988) qui fixent par convention des valeurs précises pour les constantes de Josephson et de von Klitzing, et demandent aux laboratoires de fonder leurs étalons sur ces valeurs à dater du 1er janvier 1990.

    CIPM, 1988, Recommandation 1 :
    représentation du volt au moyen de l'effet Josephson
    CIPM, 1988, Recommandation 2 :
    représentation de l'ohm au moyen de l'effet Hall quantique

    Lors de la session de 1988 le CCE a soigneusement considéré la façon dont les valeurs recommandées KJ-90 et RK-90, admises par convention, doivent être utilisées. Pour clarifier les conséquences de ces recommandations, il a fait des déclarations complémentaires que l'on peut résumer comme suit :

    1. Les Recommandations 1 (CI-1988) et 2 (CI-1988) ne constituent pas une redéfinition des unités SI. Les valeurs de KJ-90 et RK-90, admises par convention, ne peuvent être utilisées pour la définition du volt et de l'ohm, c'est-à-dire des unités de force électromotrice et de résistance électrique du Système international d'unités. Sinon la constante mu0 n'aurait plus une valeur définie exactement, ce qui rendrait caduque la définition de l'ampère, et les unités électriques seraient incompatibles avec la définition du kilogramme et des unités qui en dérivent.

    2. Au sujet de l'utilisation d'indices associés aux symboles des grandeurs ou unités, le CCE considère que les symboles des grandeurs force électromotrice (potentiel électrique, différence de potentiel électrique) ou résistance électrique, ainsi que ceux du volt ou de l'ohm, ne devraient pas être modifiés par l'adjonction d'indices désignant des laboratoires ou des dates particuliers.

    Ces déclarations ont été ultérieurement approuvées par le Comité international.

    Lors de la session de 2000 le CCEM a examiné les valeurs disponibles pour RK et a décidé que l'incertitude-type relative assignée à une représentation de l'ohm parfaitement réalisée et fondée sur l'effet Hall quantique et RK-90 pouvait être divisée par deux, prenant ainsi la valeur 1 x 10–7. Cette décision a été approuvée par le Comité international en octobre 2000.

    CIPM, 2000 :
    utilisation de la valeur de la constante de von Klitzing pour exprimer la valeur d'un étalon de référence de résistance en fonction de l'effet Hall quantique

    [dernière mise à jour : 20 février 2007]

Annexe 2 de la Brochure sur le SI

Chaque mise en pratique est rédigée par le Comité consultatif concerné puis est publiée, après avoir été approuvée par le CIPM, au format électronique sur la présente page du site internet du BIPM. Les mises en pratique disponibles ci-dessous peuvent ainsi être mises à jour plus souvent que si elles étaient publiées dans la Brochure sur le SI.

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