[拼音]:dianci danweizhi
[外文]:electromagnetic unit system
物理量单位制中电磁量单位的集合。在历史上起过重要作用的电磁单位制主要有绝对静电制、绝对电磁制、高斯制、实用单位制、国际单位制等几种。
基本单位为了建立一种物理量单位制,首先要选取若干个彼此独立的物理量,把这些量的单位作为基本单位。然后利用物理学方程从基本单位导出其他各种物理量的单位,称为导出单位。基本单位和导出单位一起构成了一种物理量单位制。
对于一种单位制来说,应有足够数目的基本单位,以保证能从这些基本单位得到所有的导出单位。但是,基本单位的数目应减少到最低限度,以保证单位制内部的一致性。选择何种物理量单位作为基本单位,由两方面的因素决定。首先,所选的物理量应是在物理学中起最基本作用的量。此外,所选物理量的单位应能准确地复现,并便于保存。不同单位制的差别就在于基本单位的选取方法不同。
力学量的基本单位是最重要的,一般选取长度、时间和质量(或力)3 种物理量的单位为力学量基本单位,并由此可导出所有的其他力学量单位。但是,电磁现象在原理上不能归结为力学现象,所以在单位制中还必须增加一个电磁量基本单位。从这样 4个基本单位就可导出所有的电磁量单位。
绝对静电制简称CGSE制。其中所选的长度单位为厘米(cm), 质量单位为克(g),时间单位为秒(s)。此单位制中未明确规定电磁量基本单位,但把真空中的电学库仑定律的比例系数取为1,实际上等效于把真空介电常数ε0取作电磁量基本单位,并把其值规定为1。绝对静电制在静电学的发展中起过较大作用。其缺点是此单位制中的不少单位的量值太小或太大,不便于实用。
绝对电磁制简称 CGSM制。其中的力学量单位与CGSE制相同,但规定真空中的磁学库仑定律的比例系数为1,等效于把真空磁导率μ0取作电磁基本单位,并把其值规定为1。这种单位制较适用于磁学计算,但其中也有不少单位的量值过大或过小,使用不便。
高斯制其中的静电量单位均与CGSE制相同,磁学量单位则与CGSM制相同。此单位制的优点是静电学和静磁学的公式均较简单,大部分导出单位的量值也较适中,因此这种单位制在物理学中使用得较广泛。高斯制的缺点是在联系静电量和磁学量的公式中会出现以光速 c为因子的比例常数,使公式复杂化。
实用单位制简称为MKSA制。在工程中使用得最广泛。其中长度单位为米(m), 质量单位为千克(kg),时间单位为秒(s),并明确规定了电磁量的基本单位为电流单位安培。这种单位制中绝大部分单位大小适中,便于实用。但采用此单位制时,真空的磁导率及介电常数均为不等于1的常数, 因而一些公式显得稍为复杂。
国际单位制由于实用单位制的明显优点,1954年,第10届国际计量大会决定以实用单位制的 4个基本单位为基础,再增添热力学温度单位开尔文和发光强度单位坎德拉两个基本单位,从而构成更广泛的国际实用单位制。此种单位制在1960年的第11届国际计量大会上被正式命名为国际单位制,缩写为SI。在1971年的第14届国际计量大会上又决定,在国际单位制中再增添物质的量的单位摩尔作为第 7个基本单位。以后的各届计量大会对国际单位制中的基本单位的定义又有所修改,使之进一步完善。
国际单位制中的电学量基本单位──安培(电流单位)的定义如下:“安培 (A)是电流的单位。在真空中,截面积可忽略的两根相距 1米的无限长平行圆直导线内通以等量恒定电流时,如导线间相互作用力在每米长度上为2×10-7牛, 则每根导线中的电流定义为1安。”这样的定义与规定真空磁导率μ0=4π×10-7亨/米等效(见电单位的绝对测定)。
国际单位制与其他几种单位制中的主要电磁量单位及相互关系见表。
国际单位制现已被广泛接受。中华人民共和国计量法中亦已明确规定了在中国采用国际单位制。1985年颁布的中华人民共和国法定计量单位即以国际单位制为基础制订。
- 参考书目
- 袁楠、沈平子:《电磁量的单位制和单位的复现与传递》,机械工业出版社,北京,1986。