Физические величины и шкалы измерений
Физическая величина – свойство физических объектов, общее в качественном отношении многим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них. Качественная сторона понятия «физическая величина» определяет ее род (например, электрическое сопротивление как общее свойство проводников электричества), а количественная – ее «размер» (значение электрического сопротивления конкретного проводника, например R = 100 Ом). Числовое значение результата измерения зависит от выбора единицы физической величины. Физическим величинам присвоены буквенные символы, используемые в физических уравнениях, выражающих связи между физическими величинами, существующие в физических объектах.
Размер физической величины – количественная определенность величины, присущая конкретному предмету, системе, явлению или процессу. Значение физической величины – оценка размера физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц измерения.
Числовое значение физической величины – отвлеченное число, выражающее отношение значения физической величины к соответствующей единице данной физической величины (например, 220 В – значение амплитуды напряжения, причем само число 220 и есть числовое значение). Именно термин «значение» следует применять для выражения количественной стороны рассматриваемого свойства. При выбранной оценке физической величины ее характеризуют истинным, действительным и измеренным значениями.
|
|
|
Истинным значением физической величины называют значение физической величины, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующее свойство объекта. Определить экспериментально его невозможно вследствие неизбежных погрешностей измерения. Это понятие опирается на два основных постулата метрологии: истинное значение определяемой величины существует и оно постоянно; истинное значение измеряемой величины отыскать невозможно. На практике оперируют понятием действительного значения, степень приближения которого к истинному значению зависит от точности средства измерения и погрешности самих измерений. Действительным значением физической величины называют ее значение, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что для определенной цели может быть использовано вместо него.
Под измеренным значением понимают значение величины, отсчитанное по индикаторному устройству средства измерения.
Единица физической величины – величина фиксированного размера, которой условно присвоено стандартное числовое значение, равное единице. Упорядоченная последовательность (совокупность) значений физической величины, принятая по соглашению на основании результатов точных измерений - шкалой физической величины.
|
|
|
Различают следующие типы шкал:
- шкала наименований, значения которой используют для выявления различий между объектами;
- шкала порядка, в соответствии с которой размеры измеряемых величин располагают в порядке возрастания или убывания;
При определении твердости материала используется шкала порядка.
- шкала интервалов обеспечивает суммирование интервалов между различными количественными проявлениями свойств;
- шкала отношений (подобия) представляет собой шкалу разностей с естественным началом отсчета.
Наибольшее количество действий можно выполнить по шкале отношений.
Международная система единиц SI
Единицы физических величин делят на основные и производные и объединяют в системы единиц физических величин. Единица измерения устанавливается для каждой из физических величин с учетом того, что многие величины связаны между собой определенными зависимостями. Поэтому лишь часть физических величин и их единиц определяются независимо от других.
|
|
|
Физическая величина, входящая в систему величин и условно принятая в качестве независимой от других величин этой системы, называется основной. Остальные физические величины – производные и их находят с использованием физических законов и зависимостей через основные. Совокупность основных и производных единиц физических величин, образованная в соответствии с принятыми принципами для заданной системы физических величин, называется системой единиц физических величин. Единица основной физической величины является основной единицей системы.
Международная система единиц (система СИ; SI — франц. Systeme International) была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 г. В основу системы СИ положены семь основных и две дополнительные физические единицы. Основные единицы: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела (табл. 1.1).
Таблица 1.1. Единицы Международной системы СИ
Единицы Наименование Размерность Наименование Обозначение
международное русское
Основные
Длина L метр m м
|
|
|
Масса М килограмм kg кг
Время T секунда s с
Сила электрического тока I ампер А А
Температура Θ кельвин К К
Количество вещества N моль mol моль
Сила света J кандела cd кд
Дополнительные
Плоский угол - радиан rad рад
Телесный угол - стерадиан sr ср
В области измерений электрических и магнитных величин имеется одна основная единица – ампер (А). Через ампер и единицу мощности – ватт (Вт), единую для электрических, магнитных, механических и тепловых величин, можно определить все остальные электрические и магнитные единицы. Однако на сегодняшний день нет достаточно точных средств воспроизведения ватта абсолютными методами. Поэтому электрические и магнитные единицы основываются на единицах силы тока и производной от ампера единицы емкости – фарада. К производным от ампера физическим величинам также относятся: единица электродвижущей сил(ЭДС) и электрического напряжения – вольт (В); единица частоты – герц (Гц); единица электрического сопротивления – ом (Ом); единица индуктивности и взаимной индуктивности двух катушек – генри (Гн).
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 96; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!