Системы и единицы физических величин

Для выполнения условий единства измерений необходимо иметь

узаконенные системы физических величин и их единицы. Совокуп-

ность физических величин, связанных между собой зависимостями,

называется системой физических величин. Физические величины,

входящие в эту систему и условно принятые в качестве независимых

от других величин системы, носят название основные величины си-

стемы. Физические величины, входящие в систему и определяемые

через основные величины этой системы, называются производные

величины системы. Каждой основной величине (всего их семь) и

производной величине силе присвоен символ в виде прописной бук-

вы латинского и греческого алфавитов, называемой размерностью

Сdimension) основной физической величины: длина — L, масса — М,

время — Т, сила — F, ток — I, термодинамическая температура — Э,

количество вещества — N, сила света — J. Размерностью производной

ФВ х называется выражение, отражающее связь этой величины с

основными ФВ системы; она представляет собой произведение раз-

мерностей основных величин, возведенных в соответствующие сте-

пени:

Показатели степени а, р, у являются целыми или дробными, по-

ложительными или отрицательными числами и называются показа-

телями размерности. Например, размерность давления р, являю-

щегося производной ФВ, можно выразить через размерности основ-

ных величин следующим образом:

Измерение физических величин возможно лишь в том случае, если

для каждой из них выбраны соответствующие единицы. Системой

единиц ФВ называется совокупность основных и производных единиц

ФВ, относящихся к некоторой системе ФВ, и образованная в соот-

ветствии с принятыми принципами. В настоящее время общепри-

нятой является Международная система единиц (СИ или SI— system

international). Ее основные единицы приведены в приложении 1.

Производные единицы Международной системы единиц образуются

на основании законов, устанавливающих связь между ФВ или на

основании определения ФВ, при этом единица производных ФВ со-

стоит из единиц основных ФВ. В некоторых случаях для выражения

производных величин приняты собственные наименования, чаще

всего это имена ученых.

Размеры системных единиц ФВ на практике часто неудобны, так

как или слишком велики, или слишком малы, поэтому используются

внесистемные единицы ФВ: кратные и дольные. Кратной (дольной)

единицей называют единицу, в целое число раз большую (меньшую)

системной или внесистемной единицы. Для обозначения множителя,

или коэффициента пересчета, используются соответствующая при-

ставка перед названием единицы и дополнительная буква (буквы)

в размерности, например мега (множитель 10⁶) или микро (10^~6).

К внесистемным единицам ФВ также относятся относительные и

логарифмические.

Относительная величина представляет собой безразмерное от-

ношение некоторой ФВ х, к одноименной ФВ х₀, принимаемой за

исходную:

Относительные величины могут выражаться в безразмерных едини-

цах (к = 1*10°); в процентах (к = 1*10^-2); в промилле (к = 1*10^-3);

в миллионных долях — м. д. (или ррт) (к = 1*10⁶). Логарифмическая

величина представляет собой логарифм (десятичный, натуральный

или при основании 2) безразмерного отношения двух одноименных

физических величин. Единицей логарифмической величины являет-

ся бел (Б), определяемый следующими соотношениями:

— одноименные энергетические

величины (мощность, энергия и т.д.); F, и F2 — одноименные сило-

вые величины (напряжение, сила тока, давление и т.д.).

На практике чаще используется децибел (1Б = 10 дБ).