Principe de la balance de Kibble

L'utilisation de la balance de Kibble ou balance du watt,  permettant de convertir la puissance mécanique en puissance électrique et inversement, se déroule en deux phases. La première est la phase statique ou phase de pesée. Le poids de la masse (c'est-à-dire la force) est équilibré par une force électromagnétique équivalente qui agit sur une bobine (avec une longueur L de fil) traversée par un courant I et baignée dans un champ magnétique B. Comme les forces s'équilibrent, on obtient l'équivalence suivante : m g = I L B. La seconde phase, dite phase de déplacement, consiste à bouger la bobine verticalement à une vitesse v dans le champ magnétique B et à mesurer la tension induite (U) aux bornes de la bobine (U = B L v). La combinaison des deux équations établit l'équivalence de la puissance mécanique et de la puissance électrique (le watt étant l'unité de puissance). La puissance électrique est mesurée à partir de la constante de Planck h à l'aide d'étalons quantiques macroscopiques. L'expérience permet ainsi de relier la masse m et la constante de Planck h. Avant la révision du Système international d'unités, cette expérience permettait de déterminer h. Depuis mai 2019, entrée en vigueur des nouvelles définitions, elle sert à réaliser l'unité de masse.

Télécharger

Encyclopædia Universalis France - Conditions d'utilisation