Fizikalne količine in parametri, enote

Fizikalne količine

Količine pomenijo tiste značilnosti pojavov, ki določajo pojave in procese in lahko obstajajo neodvisno od stanja okolja in razmer. Sem spadajo na primer električni naboj, poljska jakost, indukcija, električni tok itd. Okolje in pogoji, v katerih se pojavljajo pojavi, ki jih določajo te količine, lahko te količine spremenijo predvsem le kvantitativno.

Fizični parametri

Parametri pomenijo takšne značilnosti pojavov, ki določajo lastnosti medijev in snovi ter vplivajo na razmerje med samimi količinami. Ne morejo obstajati neodvisno in se kažejo le v svojem delovanju na dejansko velikost.

Parametri vključujejo na primer električne in magnetne konstante, električni upor, prisilno silo, preostalo induktivnost, parametre električnega vezja (upor, prevodnost, kapacitivnost, induktivnost na enoto dolžine ali prostornine v napravi) itd.

Vrednosti fizikalnih parametrov

Vrednosti parametrov so običajno odvisne od pogojev, v katerih se ta pojav pojavi (od temperature, tlaka, vlažnosti itd.), če pa so ti pogoji konstantni, parametri ohranijo svoje vrednosti nespremenjene in se zato imenujejo tudi konstantni .

Kvantitativne (številske) izraze količin ali parametrov imenujemo njihove vrednosti. Upoštevati je treba, da se vrednosti običajno imenujejo količine, ki se jim je treba izogibati. Na primer: odčitek voltmetra U je 5 V, zato ima izmerjena napetost (vrednost) V vrednost 5 V.

Enote

Preučevanje katerega koli pojava v fiziki ni omejeno na ugotavljanje kvalitativnih odnosov med količinami, ta razmerja morajo biti kvantificirana. Brez poznavanja kvantitativnih odvisnosti ni pravega vpogleda v ta pojav.

Kvantitativno je mogoče neko količino oceniti le z merjenjem, to je z eksperimentalno primerjavo dane fizikalne količine z enako fizikalno količino, ki je vzeta kot merska enota.

Merjenje je lahko neposredno ali posredno. Pri neposredni meritvi se količina, ki jo je treba določiti, neposredno primerja z mersko enoto. Pri posrednem merjenju se vrednosti želene količine najdejo z izračunom rezultatov neposrednih meritev drugih količin, povezanih z danim specifičnim razmerjem.

Vzpostavitev merskih enot je izjemnega pomena tako za razvoj znanosti pri znanstvenem raziskovanju in ugotavljanju fizikalnih zakonitosti, kot v praksi za vodenje tehnoloških procesov, kot tudi za nadzor in računovodstvo.

Merske enote za različne količine lahko nastavite poljubno, ne da bi upoštevali njihov odnos do drugih veličin ali upoštevali ta razmerja. V prvem primeru, ko nadomestite številčne vrednosti v enačbi razmerja, je treba te odnose dodatno upoštevati. V drugem primeru potreba po slednjem izgine.

Vsak sistem enot je ločen osnovne in izpeljane enote… Osnovne enote so postavljene poljubno, običajno pa izhajajo iz nekega značilnega fizikalnega pojava ali lastnosti snovi ali telesa. Osnovne enote morajo biti med seboj neodvisne, njihovo število pa mora biti odvisno od nujnosti in zadostnosti za nastanek vseh izpeljanih enot.

Tako je na primer število osnovnih enot, potrebnih za opis električnih in magnetnih pojavov, štiri. Za osnovne enote ni treba sprejeti enot osnovnih količin.

Pomembno je le, da je število osnovnih merskih enot enako številu osnovnih veličin in da jih je (v obliki etalonov) mogoče reproducirati z največjo natančnostjo.

Izpeljane enote so enote, določene na podlagi zakonitosti, ki povezujejo vrednost, za katero je enota določena, z vrednostmi, katerih enote so določene neodvisno.

Da bi dobili izpeljano enoto poljubne količine, napišemo enačbo, ki izraža razmerje te količine s količinami, ki jih določajo osnovne enote, nato pa z enačenjem sorazmernega koeficienta (če je v enačbi) z ena, količine so nadomeščene z merskimi enotami in izražene v osnovnih enotah.Zato velikost merskih enot sovpada z velikostjo ustreznih količin.

Osnovni sistemi blokov v elektrotehniki

V fiziki do sredine 20. stoletja sta bila običajna dva absolutna sistema enot, ki ju je razvil Gauss – SGSE (centimeter, gram, sekunda — elektrostatični sistem) in SGSM (centimeter, gram, sekunda — magnetostatični sistem), v kateri sta glavni količini centimeter, gram, sekunda in dielektrična ali magnetna prepustnost votline.

Prvi sistem enot izhaja iz Coulombovega zakona za interakcijo električnih nabojev, drugi - na podlagi istega zakona za interakcijo magnetnih mas. Vrednosti istih količin, izraženih v enotah enega sistema, se močno razlikujejo od istih enot v drugem. Posledično se je razširil tudi simetrični Gaussov sistem CGS, v katerem so električne količine izražene v sistemu CGSE, magnetne količine pa v sistemu CGSM.

Enote sistemov CGS so se v večini primerov izkazale za neprimerne za prakso (prevelike ali premajhne), kar je privedlo do oblikovanja sistema praktičnih enot, ki so večkratniki enot sistema CGS (amper, volt, ohm, farad). , obesek itd.). Bili so osnova sistema, ki je bil nekoč široko sprejet. ISSA, katerega izvirne enote so meter, kilogram (masa), sekunda in amper.

Priročnost tega sistema enot (imenovanega absolutni praktični sistem) je v tem, da vse njegove enote sovpadajo s praktičnimi enotami, zato v formulah za razmerje med količinami, izraženimi v tem sistemu, ni treba uvesti dodatnih koeficientov. enot.

Trenutno obstaja enoten mednarodni sistem enot. SI (International System), ki je bil sprejet leta 1960. Temelji na sistemu ISSA.

Sistem SI se od MCSA razlikuje po tem, da je številu prvih enot prvega, stopinja Kelvina, dodana enota za termodinamično temperaturo, merska enota za količino snovi je mol, enota za svetlobo pa intenziteta je kandela, ki omogoča, da se ta sistem razširi ne samo na električne, magnetne in mehanske pojave, ampak tudi na druga področja fizike.

V sistemu SI je sedem osnovnih enot: kilogram, meter, sekunda, amper, kelvin, mol, kandela.

Za izračun količin, ki so veliko večje od te merske enote ali veliko manjše od nje, se uporabljajo večkratniki in delni večkratniki enot. Te enote dobimo tako, da imenu osnovne enote dodamo ustrezno predpono.

Zgodovina nastanka sistema SI in osnovne enote tega sistema so podane v tem članku: Merski sistem SI — zgodovina, namen, vloga v fiziki