Fysiske mengder og parametere, enheter

Fysiske mengder

Mengder betyr de egenskapene til fenomener som bestemmer fenomener og prosesser og kan eksistere uavhengig av tilstanden til miljøet og forholdene. Disse inkluderer for eksempel elektrisk ladning, feltstyrke, induksjon, elektrisk strøm osv. Miljøet og forholdene som fenomenene definert av disse mengdene oppstår under kan endre disse mengdene hovedsakelig kun kvantitativt.

Fysiske parametere

Parametre betyr slike egenskaper ved fenomener som bestemmer egenskapene til medier og stoffer og påvirker forholdet mellom mengdene i seg selv. De kan ikke eksistere uavhengig og manifesteres bare i deres handling på den faktiske størrelsen.

Parametre inkluderer for eksempel elektriske og magnetiske konstanter, elektrisk motstand, tvangskraft, restinduktans, elektriske kretsparametere (motstand, konduktans, kapasitans, induktans per lengdeenhet eller volum i en enhet), etc.

Verdier av fysiske parametere

Verdiene til parametrene avhenger vanligvis av forholdene som dette fenomenet oppstår under (fra temperatur, trykk, fuktighet, etc.), men hvis disse forholdene er konstante, holder parametrene sine verdier uendret og kalles derfor også konstante .

Kvantitative (numeriske) uttrykk for mengder eller parametere kalles deres verdier. Det skal bemerkes at verdiene vanligvis refereres til som mengder som skal unngås. For eksempel: avlesningen av voltmeteret U er 5 V, derfor har den målte spenningen (verdien) V en verdi på 5 V.

Enheter

Studiet av ethvert fenomen i fysikk er ikke begrenset til å etablere kvalitative relasjoner mellom mengder, disse relasjonene må kvantifiseres. Uten kunnskap om de kvantitative avhengighetene er det ingen reell innsikt i dette fenomenet.

Kvantitativt kan en mengde kun estimeres ved å måle den, det vil si ved eksperimentelt å sammenligne en gitt fysisk mengde med en mengde av samme fysiske natur, tatt som en måleenhet.

Måling kan være direkte eller indirekte. Ved direkte måling sammenlignes mengden som skal bestemmes direkte med måleenheten. Ved indirekte måling blir verdiene til ønsket mengde funnet ved å beregne resultatene av direkte målinger av andre mengder relatert til et gitt spesifikt forhold.

Etablering av måleenheter er ekstremt viktig både for utvikling av vitenskap innen vitenskapelig forskning og etablering av fysiske lover, og i praksis for gjennomføring av teknologiske prosesser, samt for kontroll og regnskap.

Måleenhetene for ulike størrelser kan settes vilkårlig uten å ta hensyn til deres forhold til andre størrelser, eller ta slike forhold i betraktning. I det første tilfellet, når du erstatter numeriske verdier i relasjonsligningen, er det nødvendig å i tillegg ta hensyn til disse relasjonene. I det andre tilfellet forsvinner behovet for sistnevnte.

Hvert system av enheter er skilt grunnleggende og avledede enheter… Grunnenhetene er satt vilkårlig, mens de vanligvis utgår fra et eller annet karakteristisk fysisk fenomen eller egenskap ved et stoff eller en kropp. Grunnenhetene må være uavhengige av hverandre og antallet må bestemmes av nødvendigheten og tilstrekkeligheten for dannelsen av alle avledede enheter.

Så for eksempel er antallet grunnleggende enheter som trengs for å beskrive elektriske og magnetiske fenomener fire. Det er ikke nødvendig å akseptere enhetene til basismengdene som basisenhetene.

Det er bare viktig at antall grunnleggende måleenheter er lik antall grunnstørrelser, og at de kan reproduseres (i form av standarder) med maksimal nøyaktighet.

Avledede enheter er enheter etablert på grunnlag av regulariteter som relaterer verdien som enheten er etablert for til verdiene hvis enheter er satt uavhengig.

For å få en avledet enhet av en vilkårlig mengde, skrives en ligning som uttrykker forholdet mellom denne mengden og mengdene bestemt av basisenhetene, og deretter, likestille proporsjonalitetskoeffisienten (hvis den er i ligningen) til en, mengder erstattes av måleenheter og uttrykkes i basisenheter.Derfor faller størrelsen på måleenhetene sammen med størrelsen på de tilsvarende mengdene.

Grunnleggende systemer av blokker i elektroteknikk

I fysikk frem til midten av 1900-tallet var to absolutte enheter av enheter utviklet av Gauss vanlige— SGSE (centimeter, gram, andre — elektrostatisk system) og SGSM (centimeter, gram, andre - magnetostatisk system), der hovedmengdene er centimeter, gram, andre og den dielektriske eller magnetiske permeabiliteten til hulrommet.

Det første systemet med enheter er avledet fra Coulombs lov for samspillet mellom elektriske ladninger, det andre - basert på samme lov for samspillet mellom magnetiske masser. Verdiene av samme mengde uttrykt i enheter i ett system er ekstremt forskjellige fra de samme enhetene i et annet. Følgelig ble det symmetriske Gaussiske CGS-systemet også utbredt, der elektriske mengder uttrykkes i CGSE-systemet og magnetiske mengder uttrykkes i CGSM-systemet.

Enhetene til CGS-systemer viste seg i de fleste tilfeller å være upraktiske å praktisere (for store eller for små), noe som førte til opprettelsen av et system med praktiske enheter som er multipler av enheter i CGS-systemet (ampere, volt, ohm, farad , anheng osv.) .). De var grunnlaget for systemet som ble bredt tatt i bruk på en gang. ISSA, hvis opprinnelige enheter er meter, kilogram (masse), sekund og ampere.

Bekvemmeligheten med dette enhetssystemet (kalt det absolutte praktiske systemet) ligger i det faktum at alle dets enheter faller sammen med de praktiske, så det er ikke nødvendig å innføre ytterligere koeffisienter i formlene for forholdet mellom mengdene uttrykt i dette systemet av enheter.

For tiden er det et enkelt internasjonalt system av enheter. SI (International System), som ble tatt i bruk i 1960. Det er basert på ISSA-systemet.

SI-systemet skiller seg fra MCSA ved at en enhet for termodynamisk temperatur legges til antallet av de første enhetene av førstnevnte, graden av Kelvin, måleenheten for mengden materie er molen og enheten for lys. intensiteten er candelaen, som gjør at dette systemet kan utvides ikke bare til elektriske, magnetiske og mekaniske fenomener, men også til andre områder av fysikk.

I SI-systemet er det syv grunnleggende enheter: kilogram, meter, sekund, ampere, kelvin, mol, candela.

For å beregne mengder som er mye større enn denne måleenheten eller mye mindre enn den, brukes multipler og submultipler av enhetene. Disse enhetene oppnås ved å legge til riktig prefiks til basisenhetsnavnet.

Historien om dannelsen av SI-systemet og de grunnleggende enhetene til dette systemet er gitt i denne artikkelen: SI-målesystem - historie, formål, rolle i fysikk