Fizikiniai dydžiai ir parametrai, vienetai

Fiziniai kiekiai

Kiekiai – tai tos reiškinių charakteristikos, kurios lemia reiškinius ir procesus ir gali egzistuoti nepriklausomai nuo aplinkos būklės ir sąlygų. Tai apima, pavyzdžiui, elektros krūvį, lauko stiprumą, indukciją, elektros srovę ir kt. Aplinka ir sąlygos, kuriomis vyksta šiais dydžiais apibrėžti reiškiniai, šiuos dydžius gali pakeisti daugiausia tik kiekybiškai.

Fiziniai parametrai

Parametrai reiškia tokias reiškinių charakteristikas, kurios lemia terpių ir medžiagų savybes bei įtakoja pačių dydžių ryšį. Jie negali egzistuoti savarankiškai ir pasireiškia tik jų veikimu dėl tikrojo dydžio.

Parametrai apima, pavyzdžiui, elektrines ir magnetines konstantas, elektrinę varžą, priverstinę jėgą, liekamąjį induktyvumą, elektros grandinės parametrus (varža, laidumą, talpą, induktyvumą įrenginio ilgio arba tūrio vienetui) ir kt.

Fizinių parametrų reikšmės

Parametrų reikšmės paprastai priklauso nuo sąlygų, kuriomis šis reiškinys atsiranda (nuo temperatūros, slėgio, drėgmės ir kt.), tačiau jei šios sąlygos yra pastovios, parametrai išlaiko savo vertes nepakitusias, todėl jie taip pat vadinami pastoviais. .

Kiekybinės (skaitinės) dydžių ar parametrų išraiškos vadinamos jų reikšmėmis. Reikėtų pažymėti, kad vertės paprastai vadinamos kiekiais, kurių reikia vengti. Pavyzdžiui: voltmetro U rodmuo yra 5 V, todėl išmatuota įtampa (reikšmė) V yra 5 V.

Vienetai

Bet kurio fizikos reiškinio tyrimas neapsiriboja kokybinių ryšių tarp dydžių nustatymu, šie santykiai turi būti kiekybiškai įvertinti. Neturint žinių apie kiekybines priklausomybes, nėra jokios realios įžvalgos apie šį reiškinį.

Kiekybiškai dydį galima įvertinti tik jį išmatuojant, tai yra eksperimentiškai lyginant duotą fizikinį dydį su tos pačios fizinės prigimties dydžiu, paimtu matavimo vienetu.

Matavimas gali būti tiesioginis arba netiesioginis. Atliekant tiesioginį matavimą, nustatytinas kiekis tiesiogiai lyginamas su matavimo vienetu. Atliekant netiesioginį matavimą, norimo dydžio reikšmės randamos apskaičiuojant kitų dydžių, susijusių su konkrečiu santykiu, tiesioginių matavimų rezultatus.

Matavimo vienetų nustatymas yra nepaprastai svarbus tiek mokslo plėtrai atliekant mokslinius tyrimus ir nustatant fizikinius dėsnius, tiek praktiškai vykdant technologinius procesus, taip pat vykdant kontrolę ir apskaitą.

Įvairių dydžių matavimo vienetai gali būti nustatomi savavališkai, neatsižvelgiant į jų ryšį su kitais dydžiais arba į tokius ryšius. Pirmuoju atveju, kai santykių lygtyje pakeičiate skaitines reikšmes, būtina papildomai atsižvelgti į šiuos ryšius. Antruoju atveju pastarojo poreikis išnyksta.

Kiekviena vienetų sistema yra išskiriama pagrindiniai ir išvestiniai vienetai<...> Pagrindiniai vienetai nustatomi savavališkai, o dažniausiai jie kyla iš kokio nors būdingo fizinio reiškinio ar medžiagos ar kūno savybių. Pagrindiniai vienetai turi būti nepriklausomi vienas nuo kito, o jų skaičius turi būti nulemtas visų išvestinių vienetų formavimo būtinumo ir pakankamumo.

Taigi, pavyzdžiui, pagrindinių vienetų, reikalingų elektriniams ir magnetiniams reiškiniams apibūdinti, skaičius yra keturi. Nebūtina priimti pagrindinių dydžių vienetų kaip pagrindinius vienetus.

Svarbu tik, kad pagrindinių matavimo vienetų skaičius būtų lygus pagrindinių dydžių skaičiui ir kad juos būtų galima atkurti (etalonų pavidalu) maksimaliai tiksliai.

Išvestiniai vienetai yra vienetai, nustatyti remiantis dėsningumais, susiejančiais vertę, kuriai vienetas nustatomas, su vertėmis, kurių vienetai nustatomi atskirai.

Norint gauti išvestinį savavališko dydžio vienetą, parašoma lygtis, kuri išreiškia šio dydžio ryšį su dydžiais, nustatytais pagrindinių vienetų, ir tada, prilyginus proporcingumo koeficientą (jeigu jis yra lygtyje) su vienetu, dydžiai pakeičiami matavimo vienetais ir išreiškiami baziniais vienetais.Todėl matavimo vienetų dydis sutampa su atitinkamų dydžių dydžiu.

Pagrindinės blokelių sistemos elektrotechnikoje

Fizikoje iki XX amžiaus vidurio buvo paplitusios dvi Gauso sukurtos absoliučios vienetų sistemos: SGSE (centimetras, gramas, antrasis — elektrostatinė sistema) ir SGSM (centimetras, gramas, antroji - magnetostatinė sistema), kurioje pagrindiniai dydžiai yra centimetras, gramas, sekundė ir ertmės dielektrinis arba magnetinis pralaidumas.

Pirmoji vienetų sistema kildinama iš Kulono dėsnio elektros krūvių sąveikai, antroji – remiantis tuo pačiu magnetinių masių sąveikos dėsniu. Tų pačių dydžių vertės, išreikštos vienos sistemos vienetais, labai skiriasi nuo tų pačių vienetų kitoje. Vadinasi, plačiai paplito ir simetrinė Gauso CGS sistema, kurioje elektriniai dydžiai išreiškiami CGSE sistemoje, o magnetiniai – CGSM sistemoje.

CGS sistemų vienetai daugeliu atvejų pasirodė esą nepatogūs praktikuoti (per dideli arba per maži), todėl buvo sukurta praktinių vienetų sistema, kuri yra CGS sistemos vienetų kartotiniai (amperas, voltas, omas, faradas). , pakabukas ir kt.). Jie buvo sistemos, kuri vienu metu buvo plačiai priimta, pagrindas. ISSA, kurio pradiniai vienetai yra metras, kilogramas (masė), sekundė ir amperas.

Šios vienetų sistemos (vadinamos absoliučia praktine sistema) patogumas slypi tame, kad visi jos vienetai sutampa su praktiniais, todėl formulėse nereikia įvesti papildomų koeficientų santykio tarp šioje sistemoje išreikštų dydžių. vienetų.

Šiuo metu veikia viena tarptautinė vienetų sistema. SI (Tarptautinė sistema), kuri buvo priimta 1960 m. Ji pagrįsta ISSA sistema.

SI sistema nuo MCSA skiriasi tuo, kad prie pirmųjų pirmųjų vienetų skaičiaus pridedamas termodinaminės temperatūros vienetas, kelvino laipsnis, medžiagos kiekio matavimo vienetas yra molis, o šviesos vienetas. intensyvumas yra kandela, kuri leidžia šią sistemą išplėsti ne tik į elektrinius, magnetinius ir mechaninius reiškinius., bet ir į kitas fizikos sritis.

SI sistemoje yra septyni pagrindiniai vienetai: kilogramas, metras, sekundė, amperas, kelvinas, molis, kandela.

Norint apskaičiuoti dydžius, kurie yra daug didesni už šį matavimo vienetą arba daug mažesni už jį, naudojami vienetų kartotiniai ir daliniai. Šie vienetai gaunami prie pagrindinio vieneto pavadinimo pridedant atitinkamą priešdėlį.

SI sistemos formavimosi istorija ir pagrindiniai šios sistemos vienetai pateikiami šiame straipsnyje: SI matavimo sistema — istorija, paskirtis, vaidmuo fizikoje