Краткие теоретические сведения

Введем несколько определений.

Физическая величина – свойство, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта.

Единица физической величины – величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное единице.

Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.

Огромная работа, проделанная Международным комитетом мер и весов, а также итого работы девятой (1948 г.), десятой (1954 г.) и одиннадцатой (1960 г.) Генеральных конференций по мерам и весам привели к тому, что в 1960 г. Была принята Международная система единиц измерения (Systeme International) или сокращенно СИ (SI).

Внедрение Международной системы единиц физических величин во многих странах объясняется следующими причинами:

· широкая универсальность использования во всех областях науки и техники;

· унификация всех областей и видов измерений;

· воспроизведение единиц с высокой степенью точности, а, следовательно, с меньшей погрешностью;

· упрощение записи формул наряду со снижением количества допускаемых единиц;

· единая система образования кратных и дольных единиц измерения, имеющих самостоятельные наименования.

Приведенные преимущества обусловили применение системы СИ даже в странах, где ранее использовались национальные единицы (Великобритания, Канада, Австралия).

Основу системы СИ составили семь основных единиц измерения: длины – метр, массы –килограмм, времени – секунда, силы электрического тока – ампер, термодинамической температуры – кельвин, силы света – кандела, количества вещества – моль.

Если значения всех величин выражены в единицах СИ, то при расчетах, как уже упоминалось, в формулы не требуется введение коэффициентов, которые не зависят от выбора единиц.

Дополнительные единицы системы СИ предназначены и используются для образования единиц углового ускорения и угловой скорости. В этой связи система СИ включает две дополнительные единицы: плоский угол и телесный угол.

Производные единицы системы СИ имеют собственные наименования и образуются из основных и дополнительных единиц. К производным единицам измерения в электронике относятся: частоты – герц, мощности – ватт, количества электричества – кулон, электрического напряжения (или электродвижущей силы) – вольт, электрической емкость- фарад, электрического сопротивления – ом, электрической проводимости – сименс, магнитной индукции – тесла, индуктивности – генри.

Средства вычислительной техники дополняются следующими единицами измерения: емкости памяти – бит, байт; разрешающей способности дисплея – пиксель; скорости передачи информации – бит/секунда, байт/секунда.

Кратные и дольные единицы. Использование целых единиц не всегда удобно, так как в результате измерений получаются либо большие, либо малые их значения. Поэтому в системе СИ введены их десятичные кратные и дольные единицы, которые образуются с помощью множителей. Кратные и дольные единицы пишутся слитно с наименованием основной или производной единицы, например, микроампер – мкА, гигагерц – ГГц, нанофарад – нФ.

Наиболее удачным способом образования кратных и дольных единиц является принятая в метрической системе десятичная кратность между большими и меньшими единицами СИ, которые образуются в результате присоединения приставок, взятых их латинского, греческого и датского языков.

Кратная единица физической величины – это единица, больше системной в целое число раз, например, килограмм (10³).

Дольная единица физической величины – это единица, меньше системной в целое число раз, например, миллисекунда (10ˉ³).

В таблице 1 приведены используемые в электронике множители и приставки.

Сокращенные обозначения единиц (как международных, так и русских), названных в честь ученых и изобретатетлй, пишутся с заглавных букв, например, ватт – Вт, генри – Гн, вольт – В, а единицы, не связанные с чьим-либо именем, пишутся с маленькой буквы, например, секунда – с, радиан – рад.

Чтобы не было разночтения в обозначении приставок, начинающихся с одинаковой буквы, например, мили и мега, гига и гекто, приставки мега, гига, тера пишутся с заглавной буквы.

Важно: Десятичность метрической системы Си является важным её преимуществом.

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Самостоятельная работа студентов:

Самостоятельное изучение теоретического материала и оформление результата изучения в виде рефератов на темы:

1. Единицы физических величин и их эталоны.

2. Принципы разделения величин на основные и производные.

3. Система единиц СИ: основные и дополнительные единицы и их определения.

4. Кратные и дольные единицы.

5. Формирование единиц и размерностей производных единиц.

6. Эталоны и стандартные образцы.

7.  «Правовые основы обеспечения единства измерений»

8.  Основные понятия, используемые в Законе РФ ''Об обеспечении единства измерений''.

9. Отношения государственных органов управления с юридическими и физическими лицами по вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта продажи и импорта средств измерений.

Практическое занятие 8