Основные и производные единицы ФВ

В соответствии с описанным разделением физических величин их единицы также делятся на основные и производные.

Отметим, что конкретный размер основной единицы физиче­ской величины не имеет значения.

Например, в качестве основной единицы длины мог бы выступать не метр, а фут или аршин.

Глав­ное, чтобы единица физической величины была общепринята, узаконена и выступала основой при формировании производных единиц.

Совокупность основных и производных единиц физических величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, называется системой единиц физических величин.

Единица основной физической величины является основной единицей данной системы.

С 1961 г. общепринятой является Международная система единиц (система СИ - The International System of Units). На территории России система единиц СИ установлена ГОСТом "ГСИ. Единицы физических величин".

Основные достоинства системы СИ:

- универсальность, т.е. охват всех областей науки и техники;

- унификация всех областей и видов измерений;

- возможность воспроизведения единиц с высокой точностью в соответствии с их определением с наименьшей погрешностью для существующего уровня развития измерительной техники;

- когерентность величин;

- простота записи формул;

- малое количество допускаемых единиц;

- единая система образования кратных и дольных единиц, имеющих собственные наименования;

- и др.

В качестве основных приняты: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль и канделла.

Метр - расстояние, которое проходит в вакууме плоская электромагнитная волна за 1/299792458 долю секунды.

Килограмм - единица массы, определяемая как масса международного прототипа килограмма, представляющего собой цилиндр из сплава платины и иридия.

Современное развитие науки пока не позволяет с достаточной степенью точности связать килограмм с естественными атомными константами.

До сих пор килограмм является чисто договорной единицей.

Секунда равна 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего энергетическому переходу между двумя уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-133.

Ампер - сила неизменяющегося тока, который, проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, вызывал бы силу взаимодействия, равную 2·10^-7 Н на каждом участке проводника длиной 1 м.

Кельвин - единица термодинамической температуры, равная 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды, т.е. температуры, при которой три фазы воды - парообразная, жидкая и твердая - находятся в динамическом равновесии.

Моль - количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится в углероде-12 массой 0,012 кг.

Кандела - сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540·10¹² Гц, чья энергетическая сила излучения в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср (ср - стерадиан).

Дополнительные единицы международной системы СИ предназначены и используются для образования единиц угловой скорости, углового ускорения, и некоторых других физических величин.

К дополнительным физическим величинам системы СИ относятся плоский и телесный углы.

Радиан - угол между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна этому радиусу.

Стерадиан - телесный угол с вершиной в центре сферы, вырезающей на ее поверхности площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы.

Таблица 1.2

Основные и дополнительные единицы физических величин

Физическая величина	Наименование единицы	Обозначение
русское	международное
Основные
Длина	метр	м	m
Масса	килограмм	кг	kg
Время	секунда	с	s
Сила электрического тока	ампер	А	A
Термодинамическая температура	кельвин	К	K
Количество вещества	моль	моль	mol
Сила света	кандела	кд	cd
Дополнительные
Плоский угол	радиан	рад	rad
Телесный угол	стерадиан	ср	sr

Производные единицы системы СИ образуются из основных и дополнительных.

В электротехнике широко используются такие производные единицы, как

- частота (герц) (T^-1),

- энергия, работа, количество теплоты (джоуль) (L²MT^-2),

- сила, вес (ньютон) (LMT^-2),

- мощность, поток энергии (ватт) (L²MT^-3),

- количество электричества (кулон) (TI),

- электрическое напряжение, электродвижущая сила, потенциал (вольт) (L²MT^-3I^-1),

- электрическая емкость (фарада) (L^-2M^-1T⁴I²),

- электрическое сопротивление (ом) (L²MT^-3I^-2),

- электрическая проводимость (сименс) (L^-2M^-1T³I²),

- магнитная индукция (тесла) (MT^-2I^-1),

- поток магнитной индукции, магнитный поток (вебер) (L²MT^-2I^-1),

- индуктивность, взаимная индуктивность (генри) (L²MT^-2I^-2).

Таблица 1.3

Производные единицы системы СИ, имеющие специальное название

Величина	Единица
Наименование	Размерность	Наименование	Обозначение	Выражение через единицы СИ
Частота	T^-1	герц	Гц	с^-1
Сила, вес	LMT^-2	ньютон	Н	м·кг·с^-2
Давление, механическое напряжение	L^-1MT^-2	паскаль	Па	м^-1·кг·с^-2
Энергия, работа, количество теплоты	L^2MT^-2	джоуль	Дж	м^2·кг·с^-2
Мощность	L^2MT^-3	ватт	Вт	м^2·кг·с^-3
Количество электричества	TI	кулон	Кл	с·А
Электрическое напряжение, потенциал, электродвижущая сила	L^2MT^-3I^-1	вольт	В	м^2·кг·с^-3·А^-1
Электрическая ёмкость	L^-2M^-1T^4I^2	фарада	Ф	м^-2·кг^-1·с^4·А^2
Электрическое сопротивление	L^2MT^-3I^-2	ом	Ом	м^2·кг·с^-3·А^-2
Электрическая проводимость	L^-2M^-1T^3I^2	сименс	См	м^-2·кг^-1·с^3·А^2
Поток магнитной индукции	L^2MT^-2I^-1	вебер	Вб	м^2·кг·с^-2·А^-1
Магнитная индукция	MT^-2I^-1	тесла	Тл	кг·с^-2·А^-1
Индуктивность	L^2MT^-2I^-2	генри	Гн	м^2·кг·с^-2·А^-2
Световой поток	J	люмен	лм	кд·ср
Освещённость	L^-2J	люкс	лк	м^-2· кд·ср
Активность радионуклида	T^-1	беккерель	Бк	с^-1
Поглощённая доза ионизирующего излучения	L^2T^-2	грей	Гр	м^2·с^-2
Эквивалентная доза излучения	L^2T^-2	зиверт	Зв	м^2·с^-2

Дата добавления: 2014-01-07