Виды физических величин и единиц. Международная система единиц физических величин. Кратные и дольные единицы. Производные единицы.

Основное уравнение измерений

основным уравнением измерений называется уравнение, показывающим, что числовое значение величины зависит от размера принятой единицы измерения.

Основное уравнение измерений имеет вид:

,

где:

· Q — измеряемая физическая величина;

· q — её числовое представление в принятых единицах измерения физической величины Q;

· v — принятая единица измерения физической величины Q.

Пример:

В электронике единицей измерения напряжения является [1 В], значит: , Но если вдруг мы будем использовать в качестве v [1 кB] (1 киловольт), то уравнение примет вид:

Виды физических величин и единиц. Международная система единиц физических величин. Кратные и дольные единицы. Производные единицы.

В физике и технике едини́цы измере́ния (едини́цы физи́ческих величи́н, едини́цы величи́н ^[1]) используются для стандартизированного представления результатов измерений. Использование термина единица измерения противоречит нормативным документам^[2] и рекомендациям метрологических изданий^[3], однако он широко употребляется в научной литературе^[4]. Численное значение физической величины представляется как отношение измеренного значения к некоторому стандартному значению, которое и является единицей измерения. Число с указанием единицы измерения называется именованным.

Различают основные и производные единицы. Основные единицы в данной системе единиц устанавливаются для тех физических величин, которые выбраны в качестве основных в соответствующей системе физических величин. Так, Международная система единиц (СИ) основана на Международной системе величин(англ. International System of Quantities, ISQ), в которой основными являются семь величин: длина, масса, время, электрический ток, термодинамическая температура,количество вещества и сила света. Соответственно, в СИ основными единицами являются единицы указанных величин.

Размеры основных единиц устанавливаются по соглашению в рамках соответствующей системы единиц и фиксируются либо с помощью эталонов (прототипов), либо путём фиксации численных значений фундаментальных физических постоянных.

Производные единицы определяются через основные путём использования тех связей между физическими величинами, которые установлены в системе физических величин.

Существует большое количество различных систем единиц, которые различаются как системами величин, на которых они основаны, так и выбором основных единиц.

Государство, как правило, законодательно устанавливает какую-либо систему единиц в качестве предпочтительной или обязательной для использования в стране. В Российской Федерации в соответствии с решением Правительства применяются единицы величин системы СИ^[2]. Метрология непрерывно работает над улучшением единиц измерения и основных единиц и эталонов.

Правила написания обозначений единиц измерений при производстве научной литературы, учебников и другой полиграфической продукции определены ГОСТ 8.417-2002 «Государственная система обеспечения единства измерений». В печатных изданиях допускается применять либо международные, либо русские обозначения единиц. Одновременно применение обоих видов обозначений в одном и том же издании не допускается, за исключением публикаций по единицам физических величин.^[5]

Руководствуясь этими правилами, в 1960 г. XI Генеральная конференция по мерам и весам приняла Международную систему единиц (Систему интернациональную - СИ) с основными единицами метр (m), килограмм (kg), секунда (s), ампер (A), кельвин (K), кандела (cd), моль (mol). Кроме того в качестве стандартных в системе СИ были признаны единицы, не относящиеся ни к основным ни к производным и названные дополнительными, такие как радиан (rad) и стерадиан (sr). Кроме системы СИ, используется система единиц СГС (сантиметр, грамм, секунда).

Единицы, не входящие ни в одну из известных систем, называются внесистемными, например, литр, градус, процент, децибел и т.п. Единица, которая в целое число раз больше системной или внесистемной, называется кратной единицей. Например, километр, тонна, минута, декалитр и т.п. Единица, которая в целое число раз меньше системной или внесистемной, называется дольной. Например, миллиметр, микросекунда, миллилитр и т.п. Обозначения кратных и дольных величин приводятся в справочниках.

), а остальные - со строчных (m, kg, s). Допускается использование русских обозначений (Вт, Вб, Ом, м, кг, с).Обозначения единиц, наименование которых происходит от фамилий, например Ампер, Ватт, Вебер, Ом и т.п., пишутся с прописных букв (A, W, Wb,

Кратные единицы — единицы, которые в целое число раз превышают основную единицу измерения некоторой физической величины. Международная система единиц (СИ) рекомендует следующие приставки для обозначений кратных единиц:

Дольные единицы, составляют опредёленную долю (часть) от установленной единицы измерения некоторой величины. Международная система единиц (СИ) рекомендует следующие приставки для обозначений дольных единиц:

Приставки СИ (десятичные приставки) — приставки перед названиями или обозначениями единиц измерения физических величин, применяемые для формирования кратных и дольных единиц, отличающихся от базовой в определённое целое, являющееся степенью числа 10, число раз. Десятичные приставки служат для сокращения количества нулей в численных значениях физических величин. Рекомендуемые для использования приставки и их обозначения установлены Международной системой единиц (СИ). ГОСТ 8.417-2002, регламентирующий применение СИ в России

Производные единицы могут быть выражены через основные с помощью математических операций: умножения и деления. Некоторым из производных единиц, для удобства, присвоены собственные названия, такие единицы тоже можно использовать в математических выражениях для образования других производных единиц.

Математическое выражение для производной единицы измерения вытекает из физического закона, с помощью которого эта единица измерения определяется или определения физической величины, для которой она вводится. Например, скорость — это расстояние, которое тело проходит в единицу времени; соответственно, единица измерения скорости — м/с (метр в секунду).