물리량 및 매개변수, 단위

물리량

양은 현상과 과정을 결정하고 환경과 조건의 상태와 독립적으로 존재할 수 있는 현상의 특성을 의미합니다. 여기에는 예를 들어 전하, 전계 강도, 유도, 전류 등이 포함됩니다. 이러한 양으로 정의되는 현상이 발생하는 환경과 조건은 이러한 양을 주로 양적으로만 변경할 수 있습니다.

물리적 매개변수

매개변수는 매체와 물질의 특성을 결정하고 양 자체 간의 관계에 영향을 미치는 현상의 특성을 의미합니다. 그들은 독립적으로 존재할 수 없으며 실제 크기에 대한 행동에서만 나타납니다.

파라미터에는 예를 들어 전기 및 자기 상수, 전기 저항, 보자력, 잔류 인덕턴스, 전기 회로 파라미터(저항, 컨덕턴스, 커패시턴스, 장치의 단위 길이 또는 부피당 인덕턴스) 등이 포함됩니다.

물리적 매개변수의 값

매개변수의 값은 일반적으로 이 현상이 발생하는 조건(온도, 압력, 습도 등)에 따라 달라지지만 이러한 조건이 일정하면 매개변수는 해당 값을 변경하지 않고 유지하므로 상수라고도 합니다. .

수량 또는 매개변수의 양적(숫자) 표현을 해당 값이라고 합니다. 값은 일반적으로 피해야 할 양이라고합니다. 예를 들어, 전압계 U의 판독값은 5V이므로 측정된 전압(값) V의 값은 5V입니다.

단위

물리학의 모든 현상에 대한 연구는 양 사이의 질적 관계를 확립하는 데 국한되지 않으며 이러한 관계는 정량화되어야 ​​합니다. 정량적 종속성에 대한 지식 없이는 이 현상에 대한 실질적인 통찰력이 없습니다.

정량적으로 수량은 측정을 통해서만 추정할 수 있습니다. 즉, 측정 단위로 취해진 동일한 물리적 성질의 양과 주어진 물리량을 실험적으로 비교함으로써 수량을 추정할 수 있습니다.

측정은 직접적이거나 간접적일 수 있습니다. 직접 측정에서는 측정할 양을 측정 단위와 직접 비교합니다. 간접 측정에서는 주어진 특정 비율과 관련된 다른 수량의 직접 측정 결과를 계산하여 원하는 수량의 값을 찾습니다.

측정 단위의 설정은 과학 연구에서 과학의 발전과 물리적 법칙의 설정, 그리고 기술 프로세스의 수행과 제어 및 회계를 위해 매우 중요합니다.

다양한 수량의 측정 단위는 다른 수량과의 관계를 고려하지 않거나 그러한 관계를 고려하지 않고 임의로 설정할 수 있습니다. 첫 번째 경우 관계식에 수치를 대입할 때 이러한 관계식을 추가적으로 고려할 필요가 있다. 두 번째 경우에는 후자의 필요성이 사라집니다.

각 단위 체계는 구별됩니다 기본 및 파생 단위… 기본 단위는 임의로 설정하지만, 일반적으로 물질이나 신체의 어떤 특징적인 물리적 현상이나 속성에서 시작됩니다. 기본 단위는 서로 독립적이어야 하며 그 수는 모든 파생 단위 형성의 필요성과 충분성에 따라 결정되어야 합니다.

예를 들어, 전기 및 자기 현상을 설명하는 데 필요한 기본 단위의 수는 4개입니다. 기본 수량의 단위를 기본 단위로 받아들일 필요는 없습니다.

기본 측정 단위의 수가 기본 수량의 수와 동일하고 최대 정확도로 (표준 형태로) 재현할 수 있다는 것이 중요합니다.

파생 단위는 단위가 설정되는 값과 단위가 독립적으로 설정되는 값과 관련된 규칙성을 기반으로 설정되는 단위입니다.

임의의 양의 미분 단위를 얻기 위해 이 양과 기본 단위에 의해 결정된 양의 관계를 나타내는 방정식을 작성한 다음 비례 계수(방정식에 있는 경우)를 1로 동일시하면 수량은 측정 단위로 대체되고 기본 단위로 표시됩니다.따라서 측정 단위의 크기는 해당 수량의 크기와 일치합니다.

전기 공학 블록의 기본 시스템

20세기 중반까지 물리학에서는 가우스가 개발한 두 가지 절대 단위계가 일반적이었습니다. SGSE (센티미터, 그램, 초 — 정전기 시스템) 및 SGSM (센티미터, 그램, 초 - 정자기 시스템), 주요 수량은 센티미터, 그램, 초 및 캐비티의 유전체 또는 자기 투자율입니다.

첫 번째 단위계는 전하의 상호 작용에 대한 쿨롱의 법칙에서 파생되었으며 두 번째 단위는 자기 질량의 상호 작용에 대한 동일한 법칙을 기반으로 합니다. 한 시스템의 단위로 표현되는 동일한 양의 값은 다른 시스템의 동일한 단위와 매우 다릅니다. 그 결과 전기량은 CGSE 방식으로, 자기량은 CGSM 방식으로 표현하는 대칭형 가우시안 CGS 방식도 널리 보급되었습니다.

대부분의 경우 CGS 시스템의 단위는 실행하기에 불편한 것으로 판명되어(너무 크거나 너무 작음) CGS 시스템 단위의 배수(암페어, 볼트, 옴, 패럿)인 실용적인 단위 시스템을 만들었습니다. , 펜던트 등) .). 그들은 한때 널리 채택된 시스템의 기초였습니다. ISSA, 원래 단위는 미터, 킬로그램(질량), 초 및 암페어입니다.

이 단위계(절대 실용계라고 함)의 편리함은 모든 단위가 실용 단위와 일치한다는 사실에 있습니다. 단위.

현재 단일 국제 단위계가 있습니다. 시 (국제 시스템), 1960년에 채택되었습니다. ISSA 시스템을 기반으로 합니다.

SI 체계는 전자의 첫 번째 단위인 켈빈도에 열역학적 온도 단위를 더하고, 물질량 측정 단위는 몰(mole), 광도(光度) 단위를 더한 점에서 MCSA와 다르다. 강도는 칸델라로, 이 시스템을 전기, 자기 및 기계 현상뿐만 아니라 다른 물리학 영역으로 확장할 수 있습니다.

SI 시스템에는 킬로그램, 미터, 초, 암페어, 켈빈, 몰, 칸델라의 7가지 기본 단위가 있습니다.

이 측정 단위보다 훨씬 크거나 훨씬 작은 수량을 계산하려면 단위의 배수와 약수가 사용됩니다. 이러한 단위는 기본 단위 이름에 적절한 접두사를 추가하여 얻습니다.

SI 시스템 형성의 역사와 이 시스템의 기본 단위는 이 기사에 나와 있습니다. SI 측정 시스템 — 역사, 목적, 물리학에서의 역할