Zespół Szkół Samochodowych im. inż. Tadeusza Tańskiego w Poznaniu
Opracował:	mgr inż. Mirosław Pietrasz
Temat:	Pojęcia i wielkości elektryczne - układ SI

1. Wiadomości wstępne

W otaczającym nas świecie spotykamy się z ciałami fizycznymi i obserwujemy różne zjawiska fizyczne. Opisujemy je za pomocą wielkości fizycznych. Wielkością fizyczną nazywamy to wszystko, co możemy zmierzyć, a więc dowolną cechę ciała fizycznego lub zjawiska fizycznego.

Niejednoznaczne określanie miary wielkości fizycznych (np. miary długości - łokieć, stopa) spowodowało powstanie w 1960 r. międzynarodowego układu jednostek miar SI (fr. Systeme International).

Układ SI obejmuje:

• jednostki podstawowe, tj. długość - m (metr), masa - kg (kilogram), czas - s (sekunda), prąd elektryczny - A (amper), temperatura termodynamiczna - K (kelwin), liczność materii - mol (mol), światłość - cd;

• jednostki uzupełniające tj. kąt płaski - rad (radian), kąt bryłowy - sr (steradian)

• jednostki pochodne.

Dla wielkości podstawowych ustala się wzorce jednostek miar charakteryzujące się trwałością i niezmiennością. Rozróżnia się dwa rodzaje wzorców:

• wzorce fizyczne, sporządzone jako prototypy wzorców, np. 1 kilograma;

• wzorce naturalne, oparte na występujących w przyrodzie niezmiennych zjawiskach, np. sekunda określana jest na podstawie częstotliwości drgań izotopu cezu o liczbie atomowej 133.

Uwaga: dawny wzorzec fizyczny 1 m wykonany ze stopu platyno-irydowego został zastąpiony wzorcem naturalnym jednoprążkowego widma promieniowania izotopu kryptonu - promieniowanie widzialne o barwie pomarańczowej, charakteryzujące się dużą stałością.

2. Wybrane jednostki i oznaczenia wielkości elektrycznych

Układ jednostek SI

Układ jednostek SI (franc. Système International d'Unites) - Międzynarodowy Układ Jednostek Miar został zatwierdzony w 1960 (przez Międzynarodową Konferencję Miar).

Jednostki podstawowe SI

Wielkość	Nazwa	Symbol	Uwagi
Długość	metr	m	Odległość jaką pokonuje światło w próżni w czasie 1/299 792 458 s
Masa	kilogram	kg	Masa walca wykonanego ze stopu platyny z irydem przechowywanym w Międzynarodowym Biurze Miar w Sevres pod Paryżem
Czas	sekunda	s	Czas równy 9 192 631 770 okresom promieniowania odpowiadającym przejściu między dwoma poziomami F=3 i F=4 struktury nadsubtelnej stanu podstawowego ^2s1/2 atomu cezu ^133Cs
Natężenie prądu elektrycznego	amper	A	Prąd o natężeniu 1 A to stały prąd elektryczny, który płynąc w dwóch równoległych, prostoliniowych, nieskończenie długich przewodach o znikomo małym przekroju kołowym, umieszczonych w próżni, w odległości 1 m od siebie, spowodowałby wzajemne oddziaływanie na siebie z siłą równą 2·10^-7 N na każdy metr długości przewodu
Temperatura termodynamiczna	kelvin	K	Skala absolutna (zero oznacza najniższą teoretyczną temperaturę, jaką może mieć kryształ doskonały)
Ilość materii	mol	mol	Ilość substancji, która ma taką samą liczbę cząsteczek jak 12 gramów izotopu węgla C^12. W jednym molu mieści się szacunkowo 6.0221367·10^23 cząstek/atomów (liczba Avogadro)
Światłość	kandela	cd	Światłość z jaką świeci w kierunku normalnym powierzchnia 1/600 000 m^2 ciała doskonale czarnego. przy jego temperaturze 2042.5 K (temp. krzepnięcia platyny) pod ciśnieniem 101 325 Pa
Jednostki uzupełniające używane w układzie SI
Kąt płaski	radian	rad	Kąt płaski równy kątowi między dwoma promieniami koła, wycinającymi z okręgu tego koła łuk o długości równej temu promieniowi. 1 rad to w przybliżeniu 57.29578°
Kąt bryłowy	steradian	sr	Kąt bryłowy o wierzchołku w środku wycinający z powierzchni tej kuli pole równe kwadratowi promienia

Jednostki pochodne SI

Wielkość	Nazwa	Symbol	Jednostka	Wymiar
Częstotliwość	herc	Hz	-	s^-1
Siła	niuton	N	-	kg·m/s^2
Ciśnienie	pascal	Pa	N/m^2	kg/m·s^2
Energia, praca	dżul watosekunda	J -	N·m W·s	kg·m^2·s^-2
Moc	wat	W	J/s	kg·m^2·s^-3
Ładunek elektryczny	kulomb	C	-	A·s
Napięcie elektryczne	wolt	V	J/C, W/A	kg·m^2·s^-3·A^-1
Natężenie pola elektrycznego	wolt na metr	-	V/m, N/C	kg·m·s^-3·A^-1
Pojemność elektryczna	farad	F	C/V	kg^-1·m^-2·s^4·A^2
Opór elektryczny	om	Ω	V/A	kg·m^2·s^-3·A^-2
Przewodność elektryczna	simens	S	A/V, Ω^-1	kg^-1·m^-2·s^3·A^2
Strumień magnetyczny	weber	Wb	V·s	kg·m^2·s^-2·A^-1
Indukcja magnetyczna	tesla	T	Wb/m^2	kg·s^-2·A^-1
Natężenie pola magnetycznego	amper na metr	-	A/m	A·m^-1
Indukcyjność magnetyczna	henr	H	Wb/A	kg·m^2·s^-2·A^-2
Temperatura Celsiusa	stopień Celsiusa	°C	-	K
Strumień świetlny	lumen	lm	-	cd·sr
Natężenie oświetlenia	luks	lx	lm/m^2	cd·sr/m^2
Aktywność źródła promieniotwórczego	bekerel	Bq	-	s^-1

3. Wielokrotności i podwielokrotności jednostek podstawowych

Wielokrotności i podwielokrotności jednostek stosuje się w celu prostszego przedstawienia dużych i bardzo dużych wartości (wielokrotności), lub małych i bardzo małych wartości (podwielokrotności).

Nazwa przedrostka	Oznaczenie	Mnożnik
tera	T	10^12 = 1 000 000 000 000
giga	G	10^9 = 1 000 000 000
mega	M	10^6 = 1 000 000
kilo	k	10^3 = 1 000
hekto	h	10^2 = 100
deka	da	10^1 = 10
decy	d	10^-1 = 0,1
centy	c	10^-2 = 0,01
mili	m	10^-3 = 0,001
mikro	μ	10^-6 = 0,000 001
nano	n	10^-9 = 0,000 000 001
piko	p	10^-12 = 0,000 000 000 001

D:\Fronter\EiEWPS\MATERIAŁY DYDAKTYCZNE\Klasa 1 TS\Dział 01-WŁASCIWOSCI MATERII, POLE MAGNETYCZNE I ELEKTRYCZNE\Materiały\01_Pojecia i wielkosci elektryczne.doc

1