If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание

Стандартни мерни единици за електричество

Формални дефиниции на стандартните мерни единици за електричеството: ампер, кулон, заряд на електрона и волт. Написано от Уили МакАлистър.
Мерните единици за електричество могат да бъдат описани формално и това ще направим тук. Стандартните мерни единици за електричество са определени в специфичен ред. Първо е дефиниран амперът. Той е основна единица в международната система, единствената електрическа мерна единица, намирана чрез резултата от експеримент.
След ампера следват кулонът и зарядът на един електрон. После намираме останалите си любими единици, ват, волт и ом. Тези получени от основните мерни единици за електричество са определени спрямо ампера и другите основни единици от международната система (метър, килограм, секунда).

Ампер

Определението за международната единица за ток, амперът, идва от проучване на магнетизма. Електричният ток в проводник създава магнитно поле (закон на Биот-Саварт, 1820). Тези магнитни полета, на свой ред, създават магнитни сили върху проводниците (Закон за силата на Ампер, 1825). Два успоредни проводника, по които тече ток, прилагат сила един върху друг. Официалното международно определение за ампера е:
Един ампер е такъв постоянен ток, който при преминаването си през два успоредни линейни проводника, които имат безкрайна дължина и пренебрежимо малко кръгово напречно сечение и са поставени на разстояние 1 метър един от друг във вакуум, създава между тези два проводника сила, равна на 2×107 нютона на метър дължина.
Определението на ампера идва от резултата от един експеримент. За да се получи стандартен 1 ампер, извършваш някаква версия на следния експеримент. Поставяш два 1-метрови проводника успоредно и създаваш начин за измерване на силата върху проводниците (тензометричен датчик).
Приложи един и същи ток към двата проводника, като токът трябва да тече в една и съща посока. Намали или усили токовете в проводниците, докато измерваш силата върху проводниците. Когато силата е 2×107 нютона, по определение токът е 1 ампер. (Това е концептуален експеримент. в лабораториите по модерните стандарти един стандартен ампер се създава по друг начин.)

Кулон

Кулонът е международната мерна единица за заряд. Мерната единица кулон е производна на ампера. Един кулон е дефиниран като количеството пренасян електричен заряд от ток с големина 1 ампер.
1ампер=1кулон/секунда
или, еквивалентно,
1кулон=1амперсекунда

Заряд на електрона

През 1897 година Джей Джей Томпсън доказал съществуването на електрона. Дванадесет години по-късно, започвайки през 1909, Робърт Миликан извършил своите експерименти с капка олио, за да установи заряда на електрона.
Зарядът на един електрон може да бъде изразен в кулони по следния начин: e=1,602176565×1019кулона.
Ако обърнем този израз, виждаме, че кулонът може да бъде изразен чрез броя заряди на електроните:
1кулон=6,241509343×1018електрони

Проверка на концепциите

Колко са електроните в 1 ампер?
Колко са кулоните в 1 мол електрони?
Един мол електрони е 6,02214×1023 електрони – Числото на Авогадро.

Ват

Ватът е единицата за мощност. Мощността е количеството енергия, прехвърлена или консумирана за единица време; еквивалентно, мощността е скоростта на извършването на работа. Стандартно казано, ватът е мощността, която за една секунда повишава енергията с 1 джаул.
1W=1J/s

Волт

Волт е мерната единица за разлика в електричния потенциал – разликата в електричния потенциал също е позната като напрежение. Големината на 1 волт официално е определена като разликата в потенциала между две точки на един проводник, между които ток със големина 1 ампер разсейва мощност 1 ват.
1V=1W/A
Волтът може също да бъде изразен чрез енергията и заряда като
1V=1J/C
Можеш да намериш логично описание на напрежението във въвеждащата статия за основните електрични величини. Също така има формално извеждане на понятието напрежение в раздела за електростатиката.

Ом

Ом е електрическата мерна единица за съпротивление. Един ом е дефиниран като съпротивлението между две точки в един проводник, в който е приложено напрежение 1 волт и протича ток с големина 1 ампер.
1Ω=1V/A
Сега определихме подред основен набор от любимите ни електрически мерни единици.

Системи мерни единици

През последните 200 години е имало три основни системи научни мерни единици:
  • SI
  • MKS
  • cgs
SI е Международната система на мерните единици – на френски, Système International d'Unités. Тя е модерният вид на метричната система и е най-широко използваната система от мерки. Системата е била публикувана през 1960 като резултат от дискусии, които са започнали през 1948. SI е базирана на системата метър-килограм-секунда (МКS). В Съединените Щати SI се използва в науката, медицината, държавните институции, индустрията и инженерните отрасли.
MKS е базирана на измерването на дължините в метри, масата в килограми и времето в секунди. MKS като цяло се използва в инженерните дисциплини и началната физика. Била е предложена през 1901. Най-познатите мерни единици за електричество и магнетизъм – ом, фарад, кулон, т.н. – са MKS мерни единици.
cgs е базирана на измерването на дължините в сантиметри, масата в грамове и времето в секунди. Била е въведена през 1874. Системата cgs често се използва в теоретичната физика. Разликата между системите SI и cgs е много по-дълбока от просто мащабиране на мерните единици за дължина и маса.
Има седем международни основни мерни единици по системата SI.

Основни международни мерни единици по системата SI

ИмеСимволВеличина
метърmдължина
килограмkgмаса
секундаsвреме
амперAелектричен ток
келвинKтемпература
канделаcdсветлинен интензитет
молmolколичество вещество
Една основна международна мерна единица е свързана с електричеството: амперът. Амперът има същия висок статус като метъра, килограма и секундата. Той е определен като самостоятелно "нещо", а не по отношение на други мерни единици.

Мерни единици, изведени от международната система SI, които се използват за електричество

Останалите мерни единици за електричество са изведени от мерните единици в международната система SI като комбинации от основните мерни единици. Ако амперът е "първата" мерна единица за електричество, тези производни мерни единици за електричество го следват "по петите".
ИмеСимволВеличинаПроизводни на други SI единици
кулонCзарядAs
ватWмощностJ/s
волтVнапрежение (разлика в електричния потенциал)W/A
омΩсъпротивление, импедансV/A
фарадFкапацитетC/V
хенриHиндуктивностWb/A
херцHzчестотаs1
сименсSелектрическа проводимостA/V или 1/Ω
веберWbмагнитен потокVs
теслаTмагнитна индукцияWb/m2

Искаш ли да се присъединиш към разговора?

Все още няма публикации.
Разбираш ли английски? Натисни тук, за да видиш още дискусии в английския сайт на Кан Академия.