Các đại lượng vật lý và thông số, đơn vị

đại lượng vật lý

Lượng là những đặc điểm của sự vật quyết định hiện tượng, quá trình và có thể tồn tại độc lập với trạng thái của môi trường, điều kiện. Chúng bao gồm, ví dụ, điện tích, cường độ trường, cảm ứng, dòng điện, v.v. Môi trường và các điều kiện theo đó các hiện tượng được xác định bởi các đại lượng này xảy ra có thể thay đổi các đại lượng này chủ yếu chỉ về mặt định lượng.

thông số vật lý

Các tham số có nghĩa là các đặc điểm của hiện tượng xác định tính chất của phương tiện và chất và ảnh hưởng đến mối quan hệ giữa chính các đại lượng đó. Chúng không thể tồn tại độc lập và chỉ được thể hiện trong hành động của chúng trên kích thước thực tế.

Các tham số bao gồm, ví dụ, hằng số điện và từ, điện trở, lực cưỡng bức, độ tự cảm dư, các tham số mạch điện (điện trở, độ dẫn điện, điện dung, độ tự cảm trên một đơn vị chiều dài hoặc thể tích trong thiết bị), v.v.

Giá trị của các thông số vật lý

Giá trị của các tham số thường phụ thuộc vào các điều kiện mà hiện tượng này xảy ra (từ nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, v.v.), nhưng nếu các điều kiện này không đổi, thì các tham số giữ nguyên giá trị của chúng và do đó còn được gọi là hằng số .

Biểu thức định lượng (số) của đại lượng hoặc tham số được gọi là giá trị của chúng. Cần lưu ý rằng các giá trị thường được gọi là số lượng cần tránh. Ví dụ: chỉ số của vôn kế U là 5 V, do đó điện áp (giá trị) V đo được có giá trị là 5 V.

Các đơn vị

Việc nghiên cứu bất kỳ hiện tượng nào trong vật lý không chỉ giới hạn ở việc thiết lập các mối quan hệ định tính giữa các đại lượng, các mối quan hệ này phải được định lượng. Nếu không có kiến ​​thức về sự phụ thuộc định lượng, sẽ không có cái nhìn sâu sắc thực sự về hiện tượng này.

Về mặt định lượng, một đại lượng chỉ có thể được ước tính bằng cách đo nó, nghĩa là bằng cách so sánh thực nghiệm một đại lượng vật lý nhất định với một đại lượng có cùng bản chất vật lý, được lấy làm đơn vị đo.

Đo lường có thể là trực tiếp hoặc gián tiếp. Trong phép đo trực tiếp, đại lượng cần xác định được so sánh trực tiếp với đơn vị đo. Trong phép đo gián tiếp, các giá trị của đại lượng mong muốn được tìm thấy bằng cách tính toán kết quả của các phép đo trực tiếp của các đại lượng khác liên quan đến một tỷ lệ cụ thể nhất định.

Việc thiết lập các đơn vị đo lường là vô cùng quan trọng đối với sự phát triển của khoa học trong nghiên cứu khoa học và thiết lập các định luật vật lý, cũng như trong thực tế để tiến hành các quy trình công nghệ, cũng như kiểm soát và kế toán.

Các đơn vị đo lường cho các đại lượng khác nhau có thể được đặt tùy ý mà không cần xem xét mối quan hệ của chúng với các đại lượng khác hoặc tính đến các mối quan hệ đó. Trong trường hợp đầu tiên, khi bạn thay thế các giá trị số trong phương trình mối quan hệ, cần phải tính đến các mối quan hệ này. Trong trường hợp thứ hai, nhu cầu về cái sau biến mất.

Mỗi hệ thống đơn vị được phân biệt đơn vị cơ bản và dẫn xuất… Các đơn vị cơ bản được đặt tùy ý, trong khi chúng thường bắt nguồn từ một số hiện tượng vật lý hoặc tính chất đặc trưng của một chất hoặc vật thể. Các đơn vị cơ sở phải độc lập với nhau và số lượng của chúng phải được xác định dựa trên sự cần thiết và đủ để hình thành các đơn vị phái sinh.

Vì vậy, ví dụ, số đơn vị cơ bản cần thiết để mô tả các hiện tượng điện và từ là bốn. Không nhất thiết phải lấy đơn vị của các đại lượng cơ bản làm đơn vị cơ bản.

Điều quan trọng duy nhất là số lượng đơn vị đo lường cơ bản bằng với số lượng đại lượng cơ bản và chúng có thể được sao chép (dưới dạng tiêu chuẩn) với độ chính xác tối đa.

Các đơn vị dẫn xuất là các đơn vị được thiết lập trên cơ sở các quy tắc liên quan đến giá trị mà đơn vị được thiết lập với các giá trị mà đơn vị của chúng được thiết lập độc lập.

Để có được một đơn vị đạo hàm của một đại lượng tùy ý, một phương trình được viết biểu thị mối quan hệ của đại lượng này với các đại lượng được xác định bởi các đơn vị cơ bản, sau đó, đánh đồng hệ số tỷ lệ (nếu có trong phương trình) thành một, đại lượng được thay thế bằng các đơn vị đo lường và được thể hiện dưới dạng các đơn vị cơ sở.Do đó, độ lớn của các đơn vị đo trùng với độ lớn của các đại lượng tương ứng.

Các hệ khối cơ bản trong kỹ thuật điện

Trong vật lý cho đến giữa thế kỷ 20, hai hệ đơn vị tuyệt đối do Gauss phát triển là phổ biến— SGSE (centimet, gam, giây - hệ thống tĩnh điện) và SGSM (centimet, gam, giây - hệ thống từ tĩnh), trong đó các đại lượng chính là centimet, gam, giây và độ thấm điện môi hoặc từ tính của khoang.

Hệ thống đơn vị đầu tiên bắt nguồn từ định luật Coulomb về sự tương tác của các điện tích, hệ thống thứ hai - dựa trên cùng một định luật về sự tương tác của các khối lượng từ tính. Các giá trị của cùng một đại lượng được biểu thị bằng các đơn vị của một hệ thống là rất khác so với các đơn vị tương tự trong một hệ thống khác. Do đó, hệ thống Gaussian CGS đối xứng cũng trở nên phổ biến, trong đó các đại lượng điện được biểu thị trong hệ thống CGSE và các đại lượng từ tính được biểu thị trong hệ thống CGSM.

Các đơn vị của hệ thống CGS trong hầu hết các trường hợp tỏ ra bất tiện khi thực hành (quá lớn hoặc quá nhỏ), dẫn đến việc tạo ra một hệ thống các đơn vị thực tế là bội số của các đơn vị của hệ thống CGS (ampere, volt, ohm, farad , mặt dây chuyền, v.v.).). Chúng là cơ sở của hệ thống đã được áp dụng rộng rãi cùng một lúc. ISSA, có đơn vị ban đầu là mét, kilôgam (khối lượng), giây và ampe.

Sự tiện lợi của hệ thống đơn vị này (được gọi là hệ thống thực tế tuyệt đối) nằm ở chỗ tất cả các đơn vị của nó đều trùng khớp với hệ thống thực tế, do đó không cần đưa thêm các hệ số vào công thức tính mối quan hệ giữa các đại lượng được biểu thị trong hệ thống này đơn vị.

Hiện tại, có một hệ thống đơn vị quốc tế duy nhất. SI (Hệ thống quốc tế), được thông qua vào năm 1960. Nó dựa trên hệ thống ISSA.

Hệ SI khác với MCSA ở chỗ một đơn vị nhiệt độ nhiệt động được thêm vào số đơn vị đầu tiên của hệ trước là độ Kelvin, đơn vị đo lượng vật chất là mol và đơn vị đo sáng. cường độ là candela, cho phép mở rộng hệ thống này không chỉ cho các hiện tượng điện, từ và cơ học, mà còn cho các lĩnh vực vật lý khác.

Trong hệ SI, có bảy đơn vị cơ bản: kilôgam, mét, giây, ampe, kelvin, mol, candela.

Để tính toán số lượng lớn hơn nhiều so với đơn vị đo này hoặc nhỏ hơn nhiều so với đơn vị đo này, bội số và bội số của đơn vị được sử dụng. Các đơn vị này có được bằng cách thêm tiền tố thích hợp vào tên đơn vị cơ sở.

Lịch sử hình thành hệ SI và các đơn vị cơ bản của hệ thống này được đưa ra trong bài viết này: Hệ đo lường SI — lịch sử, mục đích, vai trò trong vật lý