Kuantiti dan parameter fizik, unit

Kuantiti fizikal

Kuantiti bermaksud ciri-ciri fenomena yang menentukan fenomena dan proses dan boleh wujud secara bebas daripada keadaan persekitaran dan keadaan. Ini termasuk, sebagai contoh, cas elektrik, kekuatan medan, aruhan, arus elektrik, dsb. Persekitaran dan keadaan di mana fenomena yang ditakrifkan oleh kuantiti ini berlaku boleh mengubah kuantiti ini terutamanya secara kuantitatif.

Parameter fizikal

Parameter bermaksud ciri-ciri fenomena yang menentukan sifat media dan bahan dan mempengaruhi hubungan antara kuantiti itu sendiri. Mereka tidak boleh wujud secara bebas dan hanya ditunjukkan dalam tindakan mereka pada saiz sebenar.

Parameter termasuk, sebagai contoh, pemalar elektrik dan magnet, rintangan elektrik, daya paksaan, kearuhan sisa, parameter litar elektrik (rintangan, kekonduksian, kemuatan, kearuhan per unit panjang atau isipadu dalam peranti), dsb.

Nilai parameter fizikal

Nilai parameter biasanya bergantung pada keadaan di mana fenomena ini berlaku (dari suhu, tekanan, kelembapan, dll.), Tetapi jika keadaan ini malar, parameter mengekalkan nilainya tidak berubah dan oleh itu juga dipanggil malar .

Ungkapan kuantitatif (berangka) kuantiti atau parameter dipanggil nilainya. Perlu diingatkan bahawa nilai biasanya dirujuk sebagai kuantiti untuk dielakkan. Sebagai contoh: bacaan voltmeter U ialah 5 V, oleh itu voltan (nilai) V yang diukur mempunyai nilai 5 V.

Unit

Kajian tentang sebarang fenomena dalam fizik tidak terhad kepada mewujudkan hubungan kualitatif antara kuantiti, perhubungan ini mesti diukur. Tanpa pengetahuan tentang kebergantungan kuantitatif, tidak ada gambaran sebenar tentang fenomena ini.

Secara kuantitatif, sesuatu kuantiti boleh dianggarkan hanya dengan mengukurnya, iaitu dengan membandingkan secara eksperimen kuantiti fizik yang diberikan dengan kuantiti yang mempunyai sifat fizik yang sama, diambil sebagai unit ukuran.

Pengukuran boleh secara langsung atau tidak langsung. Dalam pengukuran langsung, kuantiti yang akan ditentukan dibandingkan terus dengan unit ukuran. Dalam pengukuran tidak langsung, nilai kuantiti yang dikehendaki didapati dengan mengira hasil pengukuran langsung kuantiti lain yang berkaitan dengan nisbah tertentu yang diberikan.

Penubuhan unit pengukuran adalah sangat penting untuk pembangunan sains dalam penyelidikan saintifik dan penubuhan undang-undang fizikal, dan dalam amalan untuk menjalankan proses teknologi, serta untuk kawalan dan perakaunan.

Unit ukuran untuk pelbagai kuantiti boleh ditetapkan sewenang-wenangnya tanpa mengambil kira hubungannya dengan kuantiti lain, atau mengambil kira perhubungan tersebut. Dalam kes pertama, apabila anda menggantikan nilai berangka dalam persamaan hubungan, perlu juga mengambil kira hubungan ini. Dalam kes kedua, keperluan untuk yang terakhir hilang.

Setiap sistem unit dibezakan unit asas dan terbitan… Unit asas ditetapkan secara sewenang-wenangnya, sementara ia biasanya berpunca daripada beberapa fenomena fizikal ciri atau sifat sesuatu bahan atau badan. Unit asas mestilah bebas antara satu sama lain dan bilangannya mesti ditentukan oleh keperluan dan kecukupan untuk pembentukan semua unit terbitan.

Jadi, sebagai contoh, bilangan unit asas yang diperlukan untuk menerangkan fenomena elektrik dan magnet ialah empat. Ia tidak perlu menerima unit kuantiti asas sebagai unit asas.

Adalah penting bahawa bilangan unit asas pengukuran adalah sama dengan bilangan kuantiti asas, dan ia boleh dihasilkan semula (dalam bentuk piawai) dengan ketepatan maksimum.

Unit terbitan ialah unit yang ditubuhkan berdasarkan keteraturan yang mengaitkan nilai yang unit itu ditubuhkan dengan nilai yang unitnya ditetapkan secara bebas.

Untuk mendapatkan unit terbitan kuantiti arbitrari, persamaan ditulis yang menyatakan hubungan kuantiti ini dengan kuantiti yang ditentukan oleh unit asas, dan kemudian, menyamakan pekali kekadaran (jika ia dalam persamaan) dengan satu, kuantiti digantikan dengan unit ukuran dan dinyatakan dalam sebutan unit asas.Oleh itu, saiz unit ukuran bertepatan dengan saiz kuantiti yang sepadan.

Sistem asas blok dalam kejuruteraan elektrik

Dalam fizik sehingga pertengahan abad ke-20, dua sistem unit mutlak yang dibangunkan oleh Gauss adalah perkara biasa— SGSE (sentimeter, gram, kedua - sistem elektrostatik) dan SGSM (sentimeter, gram, kedua - sistem magnetostatik), di mana kuantiti utama adalah sentimeter, gram, kedua dan kebolehtelapan dielektrik atau magnet rongga.

Sistem unit pertama diperoleh daripada hukum Coulomb untuk interaksi cas elektrik, yang kedua - berdasarkan undang-undang yang sama untuk interaksi jisim magnet. Nilai kuantiti yang sama dinyatakan dalam unit satu sistem sangat berbeza daripada unit yang sama dalam sistem yang lain. Akibatnya, sistem Gaussian CGS simetri juga menjadi meluas, di mana kuantiti elektrik dinyatakan dalam sistem CGSE dan kuantiti magnet dinyatakan dalam sistem CGSM.

Unit sistem CGS dalam kebanyakan kes terbukti menyusahkan untuk diamalkan (terlalu besar atau terlalu kecil), yang membawa kepada penciptaan sistem unit praktikal yang merupakan gandaan unit sistem CGS (ampere, volt, ohm, farad , loket, dsb.) .). Mereka adalah asas sistem yang diterima pakai secara meluas pada satu masa. ISSA, yang unit asalnya ialah meter, kilogram (jisim), saat, dan ampere.

Kemudahan sistem unit ini (dipanggil sistem praktikal mutlak) terletak pada fakta bahawa semua unitnya bertepatan dengan yang praktikal, jadi tidak perlu memperkenalkan pekali tambahan dalam formula untuk hubungan antara kuantiti yang dinyatakan dalam sistem ini. daripada unit.

Pada masa ini, terdapat satu sistem antarabangsa tunggal. SI (Sistem Antarabangsa), yang telah diterima pakai pada tahun 1960. Ia berdasarkan sistem ISSA.

Sistem SI berbeza daripada MCSA kerana satu unit suhu termodinamik ditambah kepada bilangan unit pertama bekas, darjah Kelvin, unit ukuran jumlah jirim ialah mol, dan unit bercahaya. keamatan adalah candela, yang membolehkan sistem ini diperluaskan bukan sahaja kepada fenomena elektrik, magnet dan mekanikal., tetapi juga kepada bidang fizik yang lain.

Dalam sistem SI, terdapat tujuh unit asas: kilogram, meter, saat, ampere, kelvin, mol, candela.

Untuk mengira kuantiti yang jauh lebih besar daripada unit ukuran ini atau lebih kecil daripadanya, gandaan dan gandaan unit digunakan. Unit ini diperoleh dengan menambahkan awalan yang sesuai pada nama unit asas.

Sejarah pembentukan sistem SI dan unit asas sistem ini diberikan dalam artikel ini: Sistem pengukuran SI — sejarah, tujuan, peranan dalam fizik