تطابق وحدات القياس وتسمياتها. كيف يتم قياس الجهد

ضع في اعتبارك السجل المادي م = 4 كجم. في هذه الصيغة "م"- تحديد الكمية المادية (الكتلة) ، "4" - القيمة العددية أو المقدار ، "كلغ"- وحدة قياس كمية مادية معينة.

القيم من أنواع مختلفة. فيما يلي مثالان:
1) المسافة بين النقاط ، أطوال الأجزاء ، الخطوط المقطوعة - هذه كميات من نفس النوع. يتم التعبير عنها بالسنتيمتر ، الأمتار ، الكيلومترات ، إلخ.
2) المدد الزمنية هي أيضا كميات من نفس النوع. يتم التعبير عنها بالثواني والدقائق والساعات وما إلى ذلك.

يمكن مقارنة الكميات من نفس النوع وإضافتها:

لكن! لا جدوى من السؤال عن أيهما أكبر: متر واحد أم ساعة واحدة ، ولا يمكنك إضافة متر واحد إلى 30 ثانية. مدة الفترات الزمنية والمسافة كميات من أنواع مختلفة. لا يمكن مقارنتها أو دمجها.

يمكن ضرب القيم بأرقام موجبة وصفر.

أخذ أي قيمة هلكل وحدة قياس ، يمكن استخدامها لقياس أي كمية أخرى أ نفس النوع. نتيجة القياس ، حصلنا على ذلك أ= س ه، حيث x هي رقم. يسمى هذا الرقم x القيمة العددية للكمية أمع وحدة القياس ه.

هناك بلا أبعادكميات فيزيائية. ليس لديهم وحدات قياس ، أي لا يتم قياسهم بأي شيء. على سبيل المثال ، معامل الاحتكاك.

ما هو SI؟

وفقًا للبروفيسور بيتر كامبسون والدكتورة ناوكو سانو من جامعة نيوكاسل ، المنشور في مجلة Metrology (Metrology) ، يضيف معيار الكيلوغرام في المتوسط ​​حوالي 50 ميكروغرامًا لكل مائة عام ، والتي في النهاية يمكن أن تؤثر بشكل كبير على كميات مادية كثيرة جدًا.

الكيلوجرام هو الوحدة الدولية الوحيدة التي لا تزال تُعرَّف باستخدام معيار. يمكن تحديد جميع القياسات الأخرى (المتر ، والثاني ، والدرجة ، والأمبير ، وما إلى ذلك) بالدقة المطلوبة في المختبر الفيزيائي. يتم تضمين الكيلوجرام في تعريف الكميات الأخرى ، على سبيل المثال ، وحدة القوة هي النيوتن ، والتي يتم تعريفها على أنها القوة التي تغير سرعة جسم 1 كجم بمقدار 1 م / ث في اتجاه القوة في 1 ثانيا. تعتمد الكميات الفيزيائية الأخرى على قيمة نيوتن ، بحيث يمكن أن تؤدي السلسلة في النهاية إلى تغيير في قيمة العديد من الوحدات المادية.

وأهم كيلوغرام هو أسطوانة يبلغ قطرها وارتفاعها 39 مم ، وتتكون من سبيكة من البلاتين والإيريديوم (90٪ بلاتين و 10٪ إيريديوم). تم صبها عام 1889 وتم تخزينها في خزنة بالمكتب الدولي للأوزان والمقاييس في مدينة سيفر بالقرب من باريس. تم تعريف الكيلوجرام في الأصل على أنه كتلة ديسيمتر مكعب واحد (لتر) من الماء النقي عند 4 درجات مئوية والضغط الجوي القياسي عند مستوى سطح البحر.

في البداية ، تم عمل 40 نسخة طبق الأصل من معيار الكيلوجرام ، والتي تم بيعها في جميع أنحاء العالم. يوجد اثنان منهم في روسيا ، في معهد أبحاث المقاييس لعموم روسيا. مندليف. في وقت لاحق ، تم إلقاء سلسلة أخرى من النسخ المتماثلة. تم اختيار البلاتين كمادة أساسية للمرجع بسبب مقاومته العالية للأكسدة وكثافته العالية وقابليته المغناطيسية المنخفضة. يتم استخدام المعيار والنسخ المتماثلة الخاصة به لتوحيد الكتلة في مجموعة متنوعة من الصناعات. بما في ذلك حيث ميكروغرام ضرورية.

يعتقد الفيزيائيون أن تقلبات الوزن هي نتيجة للتلوث الجوي والتغيرات التركيب الكيميائيعلى سطح الاسطوانات. على الرغم من حقيقة أن المعيار والنسخ المتماثلة الخاصة به مخزنة في ظروف خاصة ، فإن هذا لا يحفظ المعدن من التفاعل معه بيئة. وزن دقيقتم تحديد كيلوغرامات باستخدام التحليل الطيفي الضوئي للأشعة السينية. واتضح أن الكيلوجرام "تعافى" بنحو 100 ميكروغرام.

في الوقت نفسه ، اختلفت نسخ المعيار منذ البداية عن النسخة الأصلية ويتغير وزنها أيضًا بطرق مختلفة. لذلك ، كان وزن الكيلوغرام الأمريكي الرئيسي في البداية أقل بمقدار 39 ميكروغرامًا من المعيار ، وأظهر الفحص في عام 1948 أنه زاد بمقدار 20 ميكروغرامًا. نسخة أمريكية أخرى ، على العكس من ذلك ، تخسر الوزن. في عام 1889 ، كان الكيلوغرام رقم 4 (K4) يزن 75 ميكروغرامًا أقل من المعيار ، وفي عام 1989 بالفعل 106.

في الواقع ، يشير هذا المصطلح إلى فرق الجهد ، ووحدة الجهد هي الفولت. فولت هو اسم العالم الذي وضع الأساس لكل ما نعرفه الآن عن الكهرباء. كان اسم هذا الرجل أليساندرو.

ولكن هذا ما يخص التيار الكهربائي ، أي. الجهاز الذي تعمل به الأجهزة الكهربائية المنزلية المألوفة لدينا. ولكن هناك أيضًا مفهوم المعلمة الميكانيكية. يتم قياس معامل مماثل بالباسكال. لكن الأمر الآن لا يتعلق به.

ما هو الفولت

يمكن أن تكون هذه المعلمة إما ثابتة أو متغيرة. مجرد تبديل "التدفقات" الحالية إلى الشقق والمباني والهياكل والمنازل والمنظمات. الجهد الكهربائي هو موجة اتساع ، يشار إليها على الرسوم البيانية على أنها جيبية.

يشار إلى التيار المتردد في الرسوم البيانية بالرمز "~". وإذا تحدثنا عن ما يساوي واحد فولت ، فيمكننا القول إن هذا عمل كهربائي في دائرة حيث ، عندما تتدفق شحنة مساوية لقلادة واحدة (C) ، يتم تنفيذ عمل يساوي جول واحد (J).

الصيغة القياسية التي يمكن من خلالها حسابها هي:

U = A: q ، حيث U هي بالضبط القيمة المطلوبة ؛ "A" هو الشغل الذي يقوم به المجال الكهربائي (في J) لنقل الشحنة ، و "q" هو الشحنة نفسها ، في كولوم.

إذا تحدثنا عن القيم الثابتة ، فإنها لا تختلف عمليًا عن المتغيرات (باستثناء جدول البناء) ويتم إنتاجها أيضًا عن طريق جسر الصمام الثنائي المعدل. الثنائيات ، دون تمرير التيار في أحد الاتجاهات ، تقسم الجيب ، كما كانت ، وتزيل منه نصف موجات. نتيجة لذلك ، بدلاً من الطور والصفر ، يتم الحصول على موجب وناقص ، ولكن يبقى الحساب بنفس الفولت (V أو V).

قياس الجهد

في السابق ، تم استخدام مقياس الفولتميتر التناظري فقط لقياس هذه المعلمة. يوجد الآن على رفوف المتاجر الكهربائية مجموعة واسعة جدًا من هذه الأجهزة الموجودة بالفعل في شكل رقمي ، بالإضافة إلى أجهزة القياس المتعددة ، التناظرية والرقمية ، والتي يتم بها قياس الجهد المزعوم. يمكن لمثل هذا الجهاز أن يقيس ليس فقط الحجم ، ولكن أيضًا قوة التيار ، ومقاومة الدائرة ، وحتى أنه يصبح من الممكن فحص سعة المكثف أو قياس درجة الحرارة.

بالطبع ، لا تعطي الفولتميتر التناظري والمقاييس المتعددة دقة مثل تلك الرقمية ، حيث يتم عرض وحدة الجهد حتى المئات أو الألف.

عند قياس هذه المعلمة ، يتم توصيل الفولتميتر بالدائرة بالتوازي ، أي إذا لزم الأمر ، قم بقياس القيمة بين الطور والصفر ، يتم تطبيق المجسات أحدهما على السلك الأول ، والآخر على السلك الثاني ، على عكس قياس القوة الحالية ، حيث يتم توصيل الجهاز بالدائرة في سلسلة.

في الدوائر ، يُشار إلى الفولتميتر بالحرف V ، محاط بدائرة. تقيس الأنواع المختلفة من هذه الأجهزة ، بالإضافة إلى الفولت ، وحدات مختلفة من الجهد. بشكل عام ، يتم قياسه بالوحدات التالية: مللي فولت أو ميكرو فولت أو كيلوفولت أو ميجا فولت.

قيمة الجهد

قيمة معامل التيار الكهربائي هذا في حياتنا عالية جدًا ، لأنها تعتمد على ما إذا كانت تتوافق مع المعلمة الموصوفة ، ومدى سطوع المصابيح المتوهجة في الشقة ، وإذا تم تركيب مصابيح الفلورسنت المدمجة ، فإن السؤال الذي يطرح نفسه بالفعل سواء كانوا سيحترقون على الإطلاق أم لا. تعتمد متانة جميع أجهزة الإضاءة والأجهزة الكهربائية المنزلية على قفزاتها ، وبالتالي فإن وجود الفولتميتر أو المتر المتعدد في المنزل ، وكذلك القدرة على استخدامه ، أصبح ضرورة في عصرنا.

محتوى:

يتميز التيار الكهربائي بكميات مترابطة مثل القوة الحالية والجهد والمقاومة. قبل النظر في السؤال حول ماهية الجهد الذي يتم قياسه ، من الضروري معرفة ماهية هذه القيمة بالضبط وما هو دورها في تكوين التيار.

كيف يعمل الجهد

المفهوم العام للتيار الكهربائي هو الحركة الموجهة للجسيمات المشحونة. هذه الجسيمات هي إلكترونات تحدث حركتها تحت تأثير مجال كهربائي. كلما زادت الرسوم التي تحتاجها للتنقل ، زاد العمل الذي يقوم به الحقل. لا يتأثر هذا العمل بالقوة الحالية فحسب ، بل يتأثر أيضًا بالجهد.

المعنى المادي لهذه القيمة هو أن عمل التيار في أي قسم من الدائرة يرتبط بكمية الشحنة التي تمر عبر هذا القسم. في عملية هذا العمل ، تنتقل الشحنة الموجبة من النقطة التي توجد فيها إمكانية صغيرة إلى نقطة بها قيمة عظيمةالقدره. وبالتالي ، يتم تعريف الجهد على أنه القوة الدافعة الكهربائية ، والعمل نفسه هو الطاقة.

يقاس عمل التيار الكهربائي بالجول (J) وكمية الشحنة الكهربية عبارة عن قلادة (C). نتيجة لذلك ، الجهد هو نسبة 1 J / C. وحدة الجهد الناتجة تسمى الفولت.

لشرح المعنى المادي للتوتر بوضوح ، تحتاج إلى الرجوع إلى مثال خرطوم مملوء بالماء. في هذه الحالة ، سيلعب حجم الماء دور التيار ، وضغطه سيكون معادلاً للجهد. عندما يتحرك الماء بدون طرف ، فإنه يتحرك بحرية وبكميات كبيرة عبر الخرطوم ، مما يؤدي إلى انخفاض الضغط. إذا ضغطت على طرف الخرطوم بإصبعك ، فسيحدث انخفاض في الحجم مع زيادة ضغط الماء. ستسافر الطائرة نفسها مسافة أكبر بكثير.

نفس الشيء يحدث في الكهرباء. يتم تحديد قوة التيار بعدد أو حجم الإلكترونات التي تتحرك عبر الموصل. قيمة الجهد ، في الواقع ، هي القوة التي يتم دفع هذه الإلكترونات بها. ويترتب على ذلك أنه في حالة نفس الجهد ، يقوم الموصل بإجراء كمية كبيرةالتيار ، يجب أن يكون له أيضًا قطر كبير.

وحدة الجهد

يمكن أن يكون الجهد ثابتًا أو متغيرًا ، اعتمادًا على التيار. يمكن الإشارة إلى هذه القيمة على أنها الحرف B (التسمية الروسية) أو V ، المقابلة للتسمية الدولية. للإشارة إلى الجهد المتناوب ، يتم استخدام الرمز "~" ، والذي يوضع أمام الحرف. بالنسبة للجهد الثابت ، توجد علامة "-" ، لكنها عمليًا لا تُستخدم أبدًا.

عند النظر في السؤال عن الجهد الذي يتم قياسه ، يجب أن نتذكر أنه لا يوجد فولت فقط لهذا الغرض. يتم قياس القيم الأكبر بالكيلو فولت (kV) والميغا فولت (mV) ، مما يعني ألف و 1 مليون فولت ، على التوالي.

كيفية قياس الجهد والتيار

المقدمة

الكمية الفيزيائية هي خاصية مميزة لواحدة من خصائص الكائن المادي (النظام المادي ، الظاهرة أو العملية) ، وهي شائعة نوعياً في العديد من الأشياء المادية ، ولكنها فردية من الناحية الكمية لكل كائن.

تُفهم الفردية بمعنى أن قيمة الكمية أو حجم الكمية يمكن أن تكون لكائن واحد عددًا معينًا من المرات أكبر أو أقل من عنصر آخر.

قيمة الكمية المادية هي تقدير لحجمها على شكل عدد معين من الوحدات المقبولة لها أو رقم وفقًا للمقياس المعتمد لها. على سبيل المثال ، 120 مم هي قيمة قيمة خطية ؛ 75 كجم هي قيمة وزن الجسم.

هناك قيم حقيقية وحقيقية للكمية المادية. القيمة الحقيقية هي القيمة التي تعكس بشكل مثالي خاصية كائن. القيمة الحقيقية - قيمة الكمية المادية ، التي تم العثور عليها تجريبياً ، قريبة بدرجة كافية من القيمة الحقيقية التي يمكن استخدامها بدلاً من ذلك.

قياس الكمية المادية هو مجموعة من العمليات لاستخدام وسيلة تقنية تخزن وحدة أو تعيد إنتاج مقياس كمية مادية ، والتي تتكون من مقارنة (صراحة أو ضمنيًا) الكمية المقاسة بوحدتها أو مقياسها بالترتيب للحصول على قيمة هذه الكمية بالشكل الأكثر ملاءمة للاستخدام.

هناك ثلاثة أنواع من الكميات الفيزيائية ، يتم قياسها وفقًا لقواعد مختلفة اختلافًا جوهريًا.

النوع الأول من الكميات المادية يشمل الكميات الموجودة في مجموعة الأبعاد التي لا يتم تحديد سوى علاقات الترتيب والتكافؤ الخاصة بها. هذه علاقات مثل "ليونة" ، "أكثر صلابة" ، "أكثر دفئًا" ، "أبرد" ، إلخ.

الكميات من هذا النوع تشمل ، على سبيل المثال ، الصلابة ، التي تُعرّف بأنها قدرة الجسم على مقاومة اختراق جسم آخر إليه ؛ درجة الحرارة ، كدرجة حرارة الجسم ، إلخ.

يتم تأسيس وجود مثل هذه العلاقات نظريًا أو تجريبيًا بمساعدة وسائل المقارنة الخاصة ، وكذلك على أساس ملاحظات نتائج تأثير الكمية المادية على أي كائن.

بالنسبة للنوع الثاني من الكميات الفيزيائية ، تحدث علاقة الترتيب والتكافؤ بين الأحجام وبين الاختلافات في أزواج أحجامها.

مثال نموذجي هو مقياس الفترات الزمنية. لذلك ، تعتبر الاختلافات في الفترات الزمنية متساوية إذا كانت المسافات بين العلامات المقابلة متساوية.

النوع الثالث هو الكميات الفيزيائية المضافة.

مادة مضافة كميات فيزيائيةيتم استدعاء الكميات ، بناءً على مجموعة الأحجام التي لا يتم تحديد علاقات الترتيب والتكافؤ فيها فقط ، ولكن أيضًا عمليات الجمع والطرح

تشمل هذه الكميات ، على سبيل المثال ، الطول والكتلة وقوة التيار وما إلى ذلك. يمكن قياسها في أجزاء ، وكذلك إعادة إنتاجها باستخدام مقياس متعدد القيم يعتمد على تجميع المقاييس الفردية.

مجموع كتلي جسمين هو كتلة مثل هذا الجسم ، والتي تكون متوازنة في أول مقياسين متساويين للذراع.

يمكن مقارنة أبعاد أي اثنين من الكهروضوئية المتجانسة أو أي حجمين من نفس الكهروضوئية مع بعضها البعض ، أي العثور على عدد المرات التي يكون فيها أحدهما أكبر (أو أصغر) من الآخر. لمقارنة أحجام m Q "، Q" ، ... ، Q (m) مع بعضها البعض ، من الضروري مراعاة C m 2 من علاقتها. من الأسهل مقارنة كل منها بحجم واحد [Q] من PV متجانسة ، إذا أخذناها كوحدة للحجم الكهروضوئي ، (يتم اختصارها كوحدة PV). نتيجة لهذه المقارنة ، نحصل على تعبيرات للأبعاد Q "، Q" ، ... ، Q (m) في شكل بعض الأرقام n "، n" ، ... ، n (m) وحدات PV: Q "= n" [Q] ؛ س "= ن" [س] ؛ ... ؛ س (م) = ن (م) [س]. إذا تم إجراء المقارنة تجريبيًا ، فلن يلزم سوى إجراء تجارب m (بدلاً من C m 2) ، ويمكن إجراء مقارنة الأحجام Q "، Q" ، ... ، Q (m) مع بعضها البعض فقط بواسطة حسابات مثل

حيث n (i) / n (j) هي أرقام مجردة.

اكتب المساواة

تسمى معادلة القياس الأساسية ، حيث n [Q] هي قيمة حجم PV (يتم اختصارها على أنها قيمة PV). قيمة PV هي رقم مسمى ، يتكون من القيمة العددية لحجم PV ، (يتم اختصارها على أنها القيمة العددية لـ PV) واسم الوحدة الكهروضوئية. على سبيل المثال ، مع n = 3.8 و [Q] = 1 جرام ، حجم الكتلة Q = n [Q] = 3.8 جرام ، مع n = 0.7 و [Q] = 1 أمبير ، حجم القوة الحالية Q = ن [س] = 0.7 أمبير. عادة ، بدلاً من "حجم الكتلة 3.8 جرام" ، "حجم التيار 0.7 أمبير" ، وما إلى ذلك ، يقولون ويكتبون بإيجاز: "الكتلة 3.8 جرام" ، "التيار 0.7 أمبير" " إلخ.

غالبًا ما يتم العثور على أبعاد الكهروضوئية نتيجة قياسها. يتكون قياس حجم PV (يُختصر على أنه قياس PV) في حقيقة أنه من خلال التجربة ، باستخدام وسائل تقنية خاصة ، يتم العثور على قيمة PV وقرب هذه القيمة من القيمة التي تعكس بشكل مثالي يقدر حجم هذا الكهروضوئية. ستسمى القيمة الكهروضوئية الموجودة بهذه الطريقة اسمية.

يمكن التعبير عن نفس البعد Q قيم مختلفةبقيم عددية مختلفة اعتمادًا على اختيار الوحدة الكهروضوئية (س = ساعتان = 120 دقيقة = 7200 ثانية = = 1/12 يومًا). إذا أخذنا وحدتين مختلفتين ، فيمكننا كتابة Q = n 1 و Q = n 2 ، من أين

ن 1 / ن 2 \ u003d / ،

أي أن القيم العددية لـ PV تتناسب عكسياً مع وحداتها.

من حقيقة أن حجم PV لا يعتمد على وحدته المختارة ، يتبع شرط عدم غموض القياسات ، والذي يتمثل في حقيقة أن نسبة قيمتين من PV معينة لا ينبغي أن تعتمد على الوحدات التي كانت المستخدمة في القياس. على سبيل المثال ، لا تعتمد نسبة سرعات السيارة والقطار على ما إذا كان يتم التعبير عن هذه السرعات بالكيلومترات في الساعة أو بالأمتار في الثانية. هذا الشرط ، الذي يبدو للوهلة الأولى لا جدال فيه ، للأسف ، لا يمكن تحقيقه بعد عند قياس بعض PVs (الصلابة ، الحساسية للضوء ، إلخ).

1. الجزء النظري

1.1 مفهوم الكمية المادية

تتميز أجسام الوزن في العالم المحيط بخصائصها. الملكية هي فئة فلسفية تعبر عن مثل هذا الجانب من الشيء (ظاهرة ، عملية) التي تحدد اختلافها أو قواسمها المشتركة مع الأشياء الأخرى (الظواهر والعمليات) وتوجد في علاقتها بها. الخاصية هي فئة الجودة. للحصول على وصف كمي للخصائص المختلفة للعمليات والأجسام المادية ، يتم تقديم مفهوم الكمية. القيمة هي خاصية لشيء يمكن تمييزه عن الخصائص الأخرى وتقييمها بطريقة أو بأخرى ، بما في ذلك من الناحية الكمية. لا توجد القيمة في حد ذاتها ، فهي تحدث فقط بقدر ما يوجد كائن بخصائص يتم التعبير عنها بواسطة هذه القيمة.

يسمح لنا تحليل القيم بتقسيمها (الشكل 1) إلى نوعين: قيم الشكل المادي (الحقيقي) وقيم النماذج المثالية للواقع (المثالي) ، والتي ترتبط بشكل أساسي للرياضيات وهي تعميم (نموذج) لمفاهيم حقيقية محددة.

الكميات الحقيقية ، بدورها ، تنقسم إلى مادية وغير مادية. يمكن تعريف الكمية المادية في الحالة العامة على أنها كمية متأصلة في الأشياء المادية (العمليات والظواهر) التي تمت دراستها في العلوم الطبيعية (الفيزياء والكيمياء) والعلوم التقنية. يجب أن تشمل الكميات غير الفيزيائية الكميات المتأصلة في العلوم الاجتماعية (غير الفيزيائية) - الفلسفة وعلم الاجتماع والاقتصاد ، إلخ.

أرز. 1. تصنيف الكميات.

يفسر المستند RMG 29-99 الكمية المادية على أنها إحدى خصائص الكائن المادي ، وهو أمر شائع نوعيًا للعديد من الأشياء المادية ، ولكنه فردي كميًا لكل منها. تُفهم الفردية من الناحية الكمية بمعنى أن الخاصية يمكن أن تكون لكائن واحد عددًا معينًا من المرات أكثر أو أقل من عنصر آخر.

من المناسب تقسيم الكميات المادية إلى كميات قابلة للقياس وتقديرية. يمكن التعبير عن المؤشرات المالية المقاسة كميًا كعدد معين من وحدات القياس المحددة. تعد إمكانية إدخال واستخدام هذه الوحدات ميزة مميزة مهمة للوحدة الكهروضوئية المقاسة. الكميات المادية التي ، لسبب أو لآخر ، لا يمكن إدخال وحدة قياس ، يمكن فقط تقديرها. يُفهم التقييم على أنه عملية تعيين رقم معين لقيمة معينة ، يتم إجراؤها وفقًا للقواعد المعمول بها. يتم تقييم القيمة باستخدام المقاييس. مقياس الحجم هو مجموعة مرتبة من قيم المقدار التي تعمل كأساس أولي لقياس مقدار معين.

يمكن فقط تقدير الكميات غير المادية ، التي لا يمكن إدخال وحدة قياس لها من حيث المبدأ. وتجدر الإشارة إلى أن تقدير الكميات غير المادية لم يتم تضمينه في مهام القياس النظري.

للحصول على دراسة أكثر تفصيلاً عن الكهروضوئية ، من الضروري تصنيف وتحديد السمات المترولوجية العامة لمجموعاتهم الفردية. تظهر التصنيفات المحتملة لـ FI في الشكل. 2.

وفقًا لأنواع الظواهر ، يتم تقسيم PVs إلى:

حقيقي ، أي كميات تصف الخصائص الفيزيائية والكيميائية الفيزيائية للمواد والمواد والمنتجات منها. تتضمن هذه المجموعة الكتلة ، الكثافة ، المقاومة الكهربائية ، السعة ، الحث ، إلخ. أحيانًا تسمى هذه الخلايا الكهروضوئية السلبية. لقياسها ، من الضروري استخدام مصدر طاقة إضافي ، يتم من خلاله تكوين إشارة قياس المعلومات. في هذه الحالة ، يتم تحويل PV السلبية إلى نشطة ، والتي يتم قياسها ؛

الطاقة ، أي كميات تصف خصائص الطاقة لعمليات تحويل ونقل واستخدام الطاقة. وتشمل هذه التيار ، والجهد ، والطاقة ، والطاقة. تسمى هذه الكميات النشطة.

يمكن تحويلها إلى إشارات معلومات القياس دون استخدام مصادر الطاقة المساعدة ؛

وصف مسار العمليات في الوقت المناسب ، وتشمل هذه المجموعة نوع مختلفالخصائص الطيفية ووظائف الارتباط والمعلمات الأخرى.

في عام 1875 ، أسس المؤتمر المتري المكتب الدولي للأوزان والمقاييس ؛ وكان هدفه إنشاء نظام قياس موحد يمكن استخدامه في جميع أنحاء العالم. تقرر اتخاذ النظام المتري ، الذي ظهر خلال الثورة الفرنسية ، على أساس المتر والكيلوغرام كأساس. في وقت لاحق ، تمت الموافقة على معايير العداد والكيلوغرام. بمرور الوقت ، تطور نظام وحدات القياس ، وأصبح الآن يحتوي على سبع وحدات قياس أساسية. في عام 1960 ، حصل نظام الوحدات هذا على الاسم الحديث للنظام الدولي للوحدات (نظام SI) (Systeme Internatinal d "Unites (SI)). نظام SI ليس ثابتًا ، بل يتطور وفقًا للمتطلبات الموضوعة حاليًا على القياسات في العلوم والتكنولوجيا.

وحدات القياس الأساسية للنظام الدولي للوحدات

يعتمد تعريف جميع الوحدات المساعدة في نظام SI على سبع وحدات قياس أساسية. الكميات المادية الرئيسية في النظام الدولي للوحدات (SI) هي: الطول ($ 1 $)؛ الكتلة ($ m $) ؛ الوقت ($ t $) ؛ قوة التيار الكهربائي ($ I $) ؛ درجة حرارة كلفن (درجة حرارة ديناميكية حرارية) ($ T $) ؛ كمية المادة ($ \ nu $)؛ شدة الضوء ($ I_v $).

الوحدات الأساسية في نظام SI هي وحدات الكميات المذكورة أعلاه:

\ [\ left = m ؛؛ \ left = kg ؛؛ \ \ left = c؛ \ \ left = A ؛؛ \ \ left = K ؛؛ \ \ \ left [\ nu \ right] = mol ؛؛ \ \ left = cd \ (candela). \]

معايير وحدات القياس الرئيسية في النظام الدولي للوحدات

فيما يلي تعريفات معايير وحدات القياس الرئيسية كما هو الحال في نظام SI.

بالمتر (م)يسمى طول المسار الذي يقطعه الضوء في الفراغ في وقت يساوي $ \ frac (1) (299792458) $ s.

معيار الكتلة لـ SIهو وزن على شكل أسطوانة مستقيمة يبلغ ارتفاعها وقطرها 39 مم ، وتتكون من سبيكة من البلاتين والإيريديوم تزن 1 كجم.

ثانية واحدة (ثوان)يسمى الفاصل الزمني ، والذي يساوي 9192631779 فترات الإشعاع ، والتي تتوافق مع الانتقال بين مستويين فائق الدقة للحالة الأرضية لذرة السيزيوم (133).

أمبير واحد (A)- هذه هي قوة التيار المار في موصلين مستقيمين ، نحيفين بلا حدود ، وطويلان يقعان على مسافة متر واحد ، يقعان في فراغ يولد قوة أمبير (قوة تفاعل الموصلات) تساوي 2 دولار \ cdot (10) ^ (-7) H $ عن كل متر للموصل.

واحد كلفن (ك)هي درجة الحرارة الديناميكية الحرارية التي تساوي $ \ frac (1) (273،16) $ من درجة حرارة النقطة الثلاثية للماء.

واحد مول (مول)- هذه هي كمية المادة التي يوجد فيها عدد ذرات يساوي 0.012 كجم من الكربون (12).

كانديلا واحد (CD)تساوي شدة الضوء المنبعث من مصدر أحادي اللون بتردد $ 540 \ cdot (10) ^ (12) $ Hz بقوة طاقة في اتجاه الإشعاع $ \ frac (1) (683) \ frac (W ) (ريال)

يتطور العلم ، ويتم تحسين معدات القياس ، ويتم مراجعة تعريفات وحدات القياس. كلما زادت دقة القياسات ، زادت متطلبات تعريف وحدات القياس.

الكميات المشتقة من النظام الدولي للوحدات

تعتبر جميع الكميات الأخرى في نظام SI كمشتقات للكميات الرئيسية. يتم تعريف وحدات قياس الكميات المشتقة على أنها نتيجة المنتج (مع مراعاة الدرجة) من الكميات الرئيسية. دعونا نعطي أمثلة للكميات المشتقة ووحداتها في نظام SI.

هناك أيضًا كميات بلا أبعاد في نظام SI ، على سبيل المثال ، معامل الانعكاس أو السماحية النسبية. هذه الكميات لها أبعاد الوحدة.

يتضمن نظام SI وحدات مشتقة بأسماء خاصة. هذه الأسماء هي أشكال مضغوطة لتمثيل مجموعات من الكميات الأساسية. دعونا نعطي أمثلة على وحدات نظام SI التي لها أسمائها الخاصة (الجدول 2).

تحتوي كل كمية في نظام SI على وحدة قياس واحدة فقط ، ولكن يمكن استخدام نفس وحدة القياس لكميات مختلفة. الجول هو وحدة قياس لمقدار الحرارة والعمل.

نظام SI ، وحدات قياس مضاعفات وأجزاء فرعية

يحتوي النظام الدولي للوحدات على مجموعة من البادئات لوحدات القياس التي يتم استخدامها إذا كانت القيم العددية للكميات المعنية أكبر أو أقل بكثير من وحدة النظام ، والتي يتم استخدامها بدون بادئة. يتم استخدام هذه البادئات مع أي وحدة قياس ، وهي في نظام SI عشرية.

نعطي أمثلة على هذه البادئات (الجدول 3).

عند الكتابة ، تتم كتابة البادئة واسم الوحدة معًا ، بحيث تشكل البادئة ووحدة القياس حرفًا واحدًا.

لاحظ أن وحدة الكتلة (كيلوغرام) في النظام الدولي للوحدات (SI) لها بادئة بالفعل. يتم الحصول على المضاعفات العشرية والمضاعفات الفرعية للكيلوغرام بإضافة البادئة إلى الجرام.

وحدات خارج النظام

نظام SI عالمي ومريح في الاتصالات الدولية. يمكن تعريف جميع الوحدات غير التابعة للنظام الدولي تقريبًا باستخدام مصطلحات النظام الدولي للوحدات. يفضل استخدام نظام SI في تعليم العلوم. ومع ذلك ، هناك بعض الكميات غير المدرجة في النظام الدولي للوحدات ، ولكنها مستخدمة على نطاق واسع. وبالتالي ، فإن الوحدات الزمنية مثل الدقائق والساعات والأيام هي جزء من الثقافة. بعض الوحدات تستخدم لأسباب تاريخية. عند استخدام الوحدات التي لا تنتمي إلى نظام SI ، من الضروري الإشارة إلى كيفية تحويلها إلى وحدات SI. يظهر مثال للوحدات في الجدول 4.