Чем отличается системы сгс мкгсс мтс абсолютная практическая система мкса

Системы единиц, которые применялись до введения международной системы. Система Гаусса

До введения международной системы единиц СИ применялись следующие системы единиц.

Метрическая система мер – совокупность единиц физических величин, в основу которой положены две единицы: метр – единица длины, килограмм – единица массы. Отличительной особенностью Метрической системы мер явился принцип десятичных соотношений в отношении кратных и дольных единиц. Метрическая система мер, введенная первоначально во Франции, получила во второй половине XIX в. международное признание.

Система Гаусса.

Впервые понятие системы единиц физических величин было введено немецким математиком К. Гауссом (1832). Идея Гаусса состояла в следующем. Сначала выбирается несколько величин, не зависящих друг от друга. Величины эти называют основными, а их единицы – основными единицами системы единиц. Основные величины выбираются так, чтобы, пользуясь формулами, выражающими связь между физическими величинами, можно было образовать единицы других величин. Единицы, полученные с помощью формул и выраженные через основные единицы, Гаусс назвал производными единицами. Пользуясь своей идеей, Гаусс построил систему единиц магнитных величин. Основными единицами этой системы Гаусса были выбраны: миллиметр – единица длины, секунда – единица времени. Идеи Гаусса оказались весьма плодотворными. Все последующие системы единиц строились на предложенных им принципах.

Система СГС

Система СГС построена на основе системы величин LMT. Основные единицы системы СГС: сантиметр – единица длины, грамм – единица массы, секунда – единица времени. В системе СГС с использованием указанных трех основных единиц установлены производные единицы механических и акустических величин. С использованием единицы термодинамической температуры – кельвина – и единицы силы света – канделы – система СГС распространяется на область тепловых и оптических величин.

Основные единицы системы МКС: метр – единица длины, килограмм – единица массы, секунда – единица времени. Так же как и система СГС, система МКС построена на основе системы величин LMT. Эта система единиц была предложена в 1901 г. итальянским инженером Джорджи и содержала кроме основных производные единицы механических и акустических величин. Путем добавления в качестве основных единицы термодинамической температуры – кельвина – и силы света – канделы – систему МКС можно было распространить на область тепловых и световых величин.

Система МТС.

Система единиц МТС построена на основе системы величин LMT. Основные единицы системы: метр – единица длины, тонна – единица массы, секунда – единица времени. Система МТС была разработана во Франции и узаконена ее правительством в 1919 г. Система МТС была принята и в СССР и в соответствии с государственным стандартом применялась более 20 лет (1933 – 1955). Единица массы этой системы – тонна – по своему размеру оказалась удобной в ряде отраслей производства, имеющих дело со сравнительно большими массами. Система МТС имела и ряд других преимуществ. Во-первых, числовые значения плотности вещества при выражении ее в системе МТС совпадали с числовыми значениями этой величины при выражении ее в системе СГС (например в системе СГС плотность железа 7,8 г/см3, в системе МТС – 7,8 т/м3). Во-вторых, единица работы системы МТС – килоджоуль – имела простое соотношение с единицей работы системы МКС (1 кДж = 1000 Дж). Но размеры единиц подавляющего большинства производных величин в этой системе оказались неудобными на практике. В СССР система МТС была отменена в 1955 г.

Система МКГСС.

Система единиц МКГСС построена на основе системы величин LFT. Основные единицы ее: метр – единица длины, килограмм-сила – единица силы, секунда – единица времени. Килограмм-сила – сила, равная весу тела массой 1 кг при нормальном ускорении свободного падения g0 = 9,80665 м/с2. Эта единица силы, а также некоторые производные единицы системы МКГСС оказались удобными при применении их в технике. Поэтому система получила широкое распространение в механике, теплотехнике и ряде других отраслей производства. Основной недостаток системы МКГСС – весьма ограниченные ее возможности применения в физике. Существенным недостатком системы МКГСС является также то, что единица массы в этой системе не имеет простого десятичного соотношения с единицами массы других систем. С введением Международной системы единиц система МКГСС утратила свое значение.

Системы единиц электромагнитных величин.

Системы единиц электромагнитных величин. Известны два способа построения систем электрических и магнитных величин на основе системы СГС: на трех основных единицах (сантиметр, грамм, секунда) и на четырех основных единицах (сантиметр, грамм, секунда и одна единица электрической или магнитной величины). Первым способом, то есть с использованием трех основных единиц на основе системы СГС, получены три системы единиц: электростатическая система единиц (система СГСЭ), электромагнитная система единиц (система СГСМ), симметричная система единиц (система СГС). Рассмотрим эти системы.

Система СГСЭ

Электростатическая система единиц (система СГСЭ). При построении этой системы первой производной электрической единицей вводится единица электрического заряда с использованием закона Кулона в качестве определяющего уравнения. При этом абсолютная диэлектрическая проницаемость рассматривается безразмерной электрической величиной. Как следствие этого, в некоторых уравнениях, связывающих электромагнитные величины, появляется в явном виде корень квадратный из скорости света в вакууме.

Система СГСМ

Электромагнитная система единиц (система СГСМ). При построении этой системы первой производной электрической единицей вводится единица силы тока с использованием закона Ампера в качестве определяющего уравнения. При этом абсолютная магнитная проницаемость рассматривается безразмерной электрической величиной. В связи с этим, в некоторых уравнениях, связывающих электромагнитные величины, появляется в явном виде корень квадратный из скорости света в вакууме.

Система СГС

Симметричная система единиц (система СГС). Эта система является совокупностью систем СГСЭ и СГСМ. В системе СГС в качестве единиц электрических величин используются единицы системы СГСЭ, а в качестве единиц магнитных величин – единицы системы СГСМ. В результате комбинации двух систем в некоторых уравнениях, связывающих электрические и магнитные величины, появляется в явном виде корень квадратный из скорости света в вакууме.

Источник

Известные системы единиц физических величин

В 1832 г. немецкий математик К. Гаусс предложил методику построения системы единиц физических величин. Система строилась как совокупность независимых друг от друга основных единиц, а остальные единицы системы (производные) можно было определить с помощью основных, используя известные связи между ними. Он разработал систему единиц, в которой за основные были приняты три единицы – длины (миллиметр), массы (миллиграмм) и времени (секунда). Эту систему единиц Гаусс назвал «абсолютной системой».

В дальнейшем появился ряд систем единиц физических величин, базирующихся на метрической системе мер и построенных по предложенному Гауссом принципу. Основные различия заключались в значениях и числе основных единиц.

Система СГС, в которой основными единицами являются сантиметр, грамм и секунда была установлена в 1881 г. первым Международным конгрессом электриков. Конгресс ввел наименование для двух важнейших производных единиц: дина – для единицы силы и эрг – для единицы работы. Для мощности в системе СГС применялся эрг в секунду, для давления – дина на квадратный сантиметр. В области механическихвеличин система вполне обеспечивала образование производных единиц.

Сложнее обстоит дело с применением системы СГС для электрических и магнитных измерений. Для обеспечения единиц электрических и магнитных величин систему СГС пришлось модифицировать, причем из семи модификаций наибольшее распространение нашли три:

– система СГСЭ, в которой диэлектрическая проницаемость вакуума принята равной неименованной единице (ее называют абсолютной электростатической системой единиц);

– система СГСМ, в которой за неименованную единицу принята магнитная проницаемость вакуума (ее называют абсолютной электромагнитной системой единиц).

– система СГС симметричная или система Гаусса. В ней электрические единицы совпадают с электрическими единицами СГСЭ, а магнитные с магнитными единицами СГСМ.

Абсолютная практическая система электрических единиц была принята Первым Международным конгрессом электриков в 1881 г. В ее основу была положена система СГСМ, но электрические и магнитные единицы были образованы из соответствующих единиц абсолютной электромагнитной системы СГСМ путем умножения их на соответствующие степени числа 10. В соответствии с названием абсолютная практическая система должна была обеспечить потребности практических электриков, которым электрические и магнитные единицы системы СГС показались недостаточно удобными (одни слишком велики, другие слишком малы).

Первыми из практических электрических единиц были:

– единица электродвижущей силы – вольт (1 В = 10 8 единиц электродвижущей силы СГСМ);

– единица электрического сопротивления (1 Ом = 10 9 единицам сопротивления СГСМ). Единица электрического сопротивления получила наименование в честь Ома не во время создания системы, а несколько позднее.

Множители 10 n были приняты для сближения системы с метрической, а значения степеней выбирали из практических соображений. Так множитель 10 9 для новой единицы сопротивления взяли потому, что эта единица должна была быть близка к размеру применявшихся в то время единиц сопротивления, например, ртутной единицы Сименса (сопротивление столбика ртути длиной 100 см и поперечным сечением 1 мм 2 ). Множитель 10 8 для практической единицы электродвижущей силы был взят для приближения к электродвижущей силе элемента Даниэля, имевшего э.д.с., близкую к 1 В.

В дальнейшем решениями Международной электротехнической комиссии и генеральных конференций по мерам и весам были установлены другие практические электрические и магнитные единицы (джоуль, ватт, генри, вебер, сименс, тесла и др.).

Уже Второй Международный конгресс электриков в 1889 г. установилеще три практические электрические единицы:

– единицу энергии – джоуль (1 Дж = 10 7 единицам энергии СГСМ);

– единицам мощности – ватт (1 Вт = 10 7 единицам мощности СГСМ);

– единицу индуктивности – квадрант (впоследствии это наименование заменили на «генри»1 Гн = 10 9 единицам индуктивности СГСМ).

Международные электрические единицы. В 1893 г. Третий Международный конгресс электриков принял международные электрические единицы, которые определялись с помощью эталонов, обеспечивающих их воспроизведение с наивысшей достижимой для того времени точностью. Отход от «теоретических определений»,абсолютной практической системы электрических единиц (определение через единицы длины, массы и времени) объяснялся трудностями их точного воспроизведения с помощью эталонов.

Новым электрическим единицам было присвоено наименование «международных электрических единиц». Конгресс установил три основные международные электрические единицы:

– ом, для определения которого использовали ртутный эталон;

– ампер, определяемый с помощью серебряного вольтметра;

– вольт, определяемый по элементу Кларка.

Остальные электрические единицы (кулон, фарада и др.) были определены как производные.

Международная Лондонская конференция электриков в 1908 г. утвердила спецификации для воспроизведения международного ома имеждународного ампера. Конференция рекомендовала принять в качестве единиц, которые при воспроизведении с помощью эталонов обеспечивают достаточную точность для практических измерений, международный ом, международный ампер, международный вольт и международный ватт. Принятые Конференцией международные электрические единицы начали вводить законодательными актами в разных странах, и они получили широкое распространение до их отмены. Решением Международного комитета мер и весов с 1 января 1948 г. было предложено перейти на абсолютные электрические единицы (1 международный ом = 1,00049 абсолютного ома; 1 международный вольт = 1,00034 абсолютного вольта). В СССР международные электрические единицы были утверждены в 1929 г., а 1 мая 1948 г. они были отменены в связи с переходом на абсолютные практические электрические единицы.

Система МКГСС – система единиц физических величин с основными единицами: метр (единица длины), килограмм-сила (единица силы) и секунда – единица времени.

При установлении метрической системы мер килограмм был принят за единицу веса, поскольку различение массы и веса (силы тяжести) произошло несколько позднее. В конце XIX века килограмм стали рассматривать как единицу веса, а затем и как более общую единицу силы. В итоге была создана система единиц физических величин МКГСС с тремя основными единицами (метр, килограмм-сила и секунда). Килограмм-сила (кгс) –сила, которая сообщает телу с массой, равной массе международного прототипа килограмма, «нормальное ускорение свободного падения» (9,80665 м/с 2 ).

В результате за единицу массы в системе МКГСС приняли массу тела, получающего ускорение 1 м/с 2 под действием приложенной силы 1 кгс. Единица массы МКГСС – 1 кгс•с 2 /м = 9,81 кг – единицы массы СИ. Эту единицу иногда называют «технической единицей массы» (т. е. м.).

Система МКГСС нашла достаточно широко распространение в технике, поскольку в ряде случаев выражение сил в единицах веса дает определенные удобства (например, при определении нагрузок в строительстве).

Одним из недостатков системы было сходство наименований единицсилы и массы, что часто приводило к путанице, имеющей место и сегодня. Попыткой устранения этого недостатка было использование вместо «килограмм-силы» в некоторых странах (например, в Австрии, ФРГ) нового наименования единицы силы – килопонд.

Основы системы МКСА были предложены в 1901 г. итальянским ученым Джорджи (второе наименование, принятое в 1958 г. Международной электротехнической комиссией – «система Джорджи»). Основные единицы системы МКСА: метр, килограмм, секунда и ампер. В системе МКСА сила измеряется в ньютонах, работа и энергия в джоулях, мощность в ваттах.

В системе МКСА согласованы механические единицы и единицы абсолютной практической системы электрических и магнитных единиц (ампер, вольт, ом, кулон и др.). В настоящее время единицы системы МКСА входят в Международную систему единиц физических величин (SI).

Система МКСА была законодательно введена в СССР стандартом ГОСТ 8033-56 «Электрические и магнитные единицы», действовавшим с 1 января 1957 г. до введения стандарта, основанного на SI.

Система единиц МТС впервые была узаконена в 1919 г. во Франции законоположением о единицах измерений (отменена законоположением от 3 мая 1961 года). С 1927 г. система МТС была установлена советскими стандартами как рекомендуемая для механических областей, однако не нашла практического распространения и при утверждении ГОСТ 7664 – 55 «Механические единицы» (ныне отмененного) система не была в него включена.

Источник

Системы единиц физических величин

Система единиц — это совокупность основных и производных единиц, относящихся к некоторой системе величин, построенная в соответствии с принятыми принципами.
Исторически первой системой единиц физических величин была принятая в 1791 г. Национальным собранием Франции метрическая система мер.

Она не являлась еще системой единиц в современном понимании, а включала в себя единицы длин, площадей, объемов, вместимостей и веса, в основу которых были положены две единицы: метр и килограмм. В 1832 г. немецкий математик К.Гаусс предложил методику построения системы единиц как совокупности основных и произ­водных.

За основу были приняты три независимые друг от друга единицы: миллиметр — единица длины; миллиграмм — единица массы; секунда — единица времени. Все остальные единицы мож­но было определить с помощью этих трех. Такую систему единиц, связанных определенным образом с тремя основными единицами длины, массы и времени, Гаусс назвал абсолютной систе­мой.

В дальнейшем с развитием науки и техники появился ряд систем единиц физических величин, построенных по принципу, предло­женному Гауссом, базирующихся на метрической системе мер, но отличающихся друг от друга основными единицами.

Система СГС. Система единиц физических величин СГС, в ко­торой основными единицами являются с антиметр как единица длины, грамм как единица массы и секунда как единица времени, была принята в 1881 г. Первым международным конгрессом электриков. Конгресс основывался на принципах, предложенных Гауссом, и ввел наименование для двух важнейших производных единиц: дина — для измерения силы и эрг — работы. Для из­мерения мощности в системе СГС применяется эрг в секунду, ки­нетической вязкости — стокс, динамической — пуаз.

Давление в системе СГС измеряют в динах на квадратный сан­тиметр. Эта единица в прошлом называлась бар, однако в связи с переименованием в бар единицы давления, равной 105 Н/м2, для единиц давления СГС иногда применяют наименование барий и одновременно микробар (так как она равна одной миллионной нового бара).

Исторически сложилось так, что для них к настоящему времени существует семь видов системы СГС для электрических и магнитных величин, из которых наиболее распространены три:

Система МКГСС. В период установления метрической системы мер, в конце XVIII в., килограмм был принят как единица веса. Применение килограмма как единицы веса, а в последующем как единицы силы вообще, привело в конце XIX в. к формированию системы единиц физических величин с тремя основными единица­ми: метр — единица длины, килограмм ­сила — единица силы и секунда — единица времени (система МКГС).

Килограмм­сила (кгс) — это сила, которая сообщает массе, равной массе междуна­родного прототипа килограмма, ускорение 9,80665 м/с2 (нормальное ускорение свободного падения).
Эта система единиц широко распространилась в механике и технике, получив неофициальное наименование «техническая». Одной из причин распространения системы МКГСС явилось удоб­ство выражения сил в единицах веса и удобный размер основной единицы силы — килограмм­силы.

За единицу массы в системе МКГСС принята масса тела, получающего ускорение 1 м/с2 под действием приложенной силы 1 кгс. Эта единица (килограмм­ сила­ секунда в квадрате на метр) иногда называется технической единицей массы или инертной, хотя оба эти наименования не установлены ни в одной из рекомендаций на единицы физических величин. Единица массы МКГСС — 1 кгс с2/м 9,81 кг — единицы массы системы СИ. Широко при­ менялись в технике единицы работы и энергии МКГСС — кило­ грамм­сила­метр (кгс­м) и единица мощности — килограмм­сила­ метр в секунду (кгс м/с).

Система МТС. В системе единиц МТС основными единицами являются: единица длины — метр, единица массы — тонна и единица времени — секунда. Эта система единиц впервые была установлена в 1919 г. во Фран­ции, где была принята в законоположении о единицах измерений. В 1927—1933 гг. система МТС была рекомендована советскими стандартами на механические единицы.

Выбор тонны в качестве основной единицы массы казался удачным, так как достигалось соответствие между единицами длины и объема, с одной стороны, и единицей массы — с другой (с точностью, достаточной для боль­шинства технических расчетов, 1 т соответствует массе 1 м3 воды). Кроме того, единица работы и энергии в этой системе (килоджоуль) и единица мощности (киловатт) совпадали с соответствующими кратными практическими электрическими единицами.

В системе МТС единицей силы служит с тен (сн), равный силе, сообщающей массе 1 т ускорение 1 м/с2, единицей давления — пьеза — 1 сн/м2. Абсолютная практическая система электрических единиц. Эта система была установлена в 1881 г. первым Международным конгрессом электриков в качестве производной от системы СГСМ и предназначалась для практических измерений в связи с тем, что электрические и магнитные единицы системы СГСМ оказались неудобными для практики (одни слишком велики, другие слишком малы).

В числе первых практических электрических единиц были приняты:

Второй Международный конгресс электриков в 1889 г. включил в список практических электрических единиц еще три:

В дальнейшем решениями МЭК и ГКМВ были установлены другие практические электрические и магнитные единицы (напри­мер, вебер, сименс, тесла). Международные электрические единицы, отличавшиеся от единиц абсолютной практической системы электрических единиц тем, что они базировались не на теоретическом определении еди­ниц, а на их эталонах, были приняты в 1893 г. в Чикаго Третьим международным конгрессом электриков.

Конгресс установил три основные международные электриче­ские единицы: международный ом, для определения которо­го использовали ртутный эталон, международный ампер, определяемый с помощью серебряного вольтметра, и междуна­родный вольт, определяемый по элементу Кларка. Остальные электрические единицы (международный кулон, фарад и др.) были определены как производные от них.

Завершением работы по установлению международных элек­трических единиц и четкому разграничению абсолютных практи­ческих единиц и международных явились решения Международной Лондонской конференции электриков в 1908 г. В качестве единиц, которые с достаточным приближением при практических измере­ниях и для законодательных целей воспроизводят электрические единицы, конференция рекомендовала принять международный ом, международный ампер, международный вольт и международный ватт.

Система МКСА. Основы этой системы были предположены в 1901 г. итальянским ученым Дж.Джорджи, поэтому система имеет и второе наименование, принятое в 1958 г. МЭК — «система Джор­джи», но не получившая, однако, распространения. Основными единицами системы МКСА являются метр, килограмм, секунда и ампер. В системе МКСА сила измеряется в ньютонах, работа и энергия — джоулях, мощность — ваттах.

В системе МКСА механические единицы полностью согласованы с единицами абсолютной практической системы электрических и магнитных единиц — ампером, вольтом, омом, кулоном и др. Си­стема МКСА является частью Международной системы единиц СИ.
Внесистемные единицы.

Несмотря на определенные преимуще­ства, которые дает применение единиц, определяемых той или иной системой, до настоящего времени широко распространены раз­личные единицы, не укладывающиеся ни в одну из систем. Число так называемых внесистемных единиц довольно велико, и от мно­гих из них нельзя отказаться ввиду удобства их применения в определенных областях, другие из них сохранились в силу истори­ческих традиций.

Так, исторически возникла единица давления — атмосфера, равная давлению, производимому силой 1 кгс на площадь 1 см2, ибо атмосфера близка по размеру к среднему давлению атмосферного воздуха на уровне моря.

Источник

Системы единиц физических величин

Совокупность основных и производных единиц, относящихся к некоторой системе величин и построенная в соответствии с принятыми принципами, образует систему единиц.

Исторически первой системой единиц физических величин была принятая в 1791 г. Национальным собранием Франции метрическая система мер. Она не являлась еще системой единиц в современном понимании, а включала в себя единицы длин, площадей, объемов, вместимостей и веса, в основу которых были положены две единицы: метр и килограмм.

В 1832 г. немецкий математик К. Гаусс предложил методику построения системы единиц как совокупности основных и производных. Он построил систему единиц, в которой за основу были приняты три независимые друг от друга единицы – длины, массы и времени. Все остальные единицы можно было определить с помощью этих трех. Такую систему единиц, связанных определенным образом с тремя основными единицами длины, массы и времени, Гаусс назвал абсолютной системой. За основные единицы он принял миллиметр, миллиграмм и секунду.

В дальнейшем с развитием науки и техники появился ряд систем единиц физических величин, построенных по принципу, предложенному Гауссом, базирующихся на метрической системе мер, но отличающихся друг от друга основными единицами.

Рассмотрим главнейшие системы единиц физических величин.

Система СГС. Система единиц физических величин СГС, в которой основными единицами являются сантиметр как единица длины, грамм как единица массы и секунда как единица времени, была установлена в 1881 г. первым Международным конгрессом электриков. Конгресс установил систему СГС по принципам, предложенным Гауссом, и ввел наименование для двух важнейших производных единиц: дина – для единицы силы и эрг – для единицы работы. Для измерения мощности в системе СГС применяется эрг в секунду, для измерения кинематической вязкости – стоке, динамической – пуаз.

В области механических измерений система СГС опирается на три основные единицы, из которых остальные образуются как производные.

Сложнее обстоит дело с применением системы СГС для электрических и магнитных измерений. Исторически сложилось так, что для них к настоящему времени существует семь видов системы СГС для электрических и магнитных величин, из которых наиболее распространены следующие три:

Система СГСЭ, построенная на трех основных единицах – сантиметре, грамме, секунде; диэлектрическая проницаемость вакуума принята равной безразмерной единице. Эта система называется также абсолютной электростатической системой единиц.

Система СГСМ, основные единицы которой такие же, как и системы СГСЭ, – сантиметр, грамм, секунда, а магнитная проницаемость вакуума принята равной безразмерной единице. Эта система называется также абсолютной электромагнитной системой единиц.

Система СГС, называемая также системой СГС симметричной или системой Гаусса. В ней электрические единицы совпадают с электрическими единицами СГСЭ, а магнитные с магнитными единицами СГСМ.

Система СГС (симметричная) отличается стройностью и логичностью построения, она когерентна (согласованна) и широко применяется в физике для выражения измеряемых физических величин и расчетов. Система была допущена к применению в СССР государственным стандартом на электрические и магнитные единицы в 1956 году. До настоящего времени значительное число физических констант выражалось в единицах СГС. Однако большинство единиц СГС (дина, эрг, единицы электрических величин СГС и др.) имеет неудобные размеры и в практике не применяется.

Система МКГСС. Как известно, в период установления метрической системы мер, в конце XVIII столетия килограмм был принят как единица веса.

Применение килограмма как единицы веса, а в последующем как единицы силы вообще, привело в конце XIX века к формированию системы единиц физических величин с тремя основными единицами: метр – единица длины, килограмм-сила – единица силы и секунда – единица времени (система МКГСС). Килограмм-сила (кгс) – это сила, которая сообщает массе, равной массе международного прототипа килограмма, ускорение 9,80665 м/с 2 (нормальное ускорение свободного падения).

Эта система единиц широко распространилась в механике и в технике, получив неофициальное наименование «техническая». Одной из причин распространения системы МКГСС явилось удобство выражения сил в единицах веса и удобный размер основной единицы силы – килограмм-силы.

В некоторых странах (например, Бельгии) система МКГСС была названа метрической, исходя из того, что первоначально, при установлении метрической системы мер, килограмм служит не единицей массы, а единицей веса. Однако наряду с распространением системы МКГСС в технике все больше вырисовывались ее недостатки, связанные с использованием в качестве основной единицы силы, а не массы.

Первый недостаток состоит в том, что нарушается принцип выбора в качестве основной единицы той, которая может наиболее точно воспроизводиться. Единица силы воспроизводится менее точно, чем единица массы.

Второй недостаток заключается в сходности наименования единицы силы – килограмм-силы и метрической единицы массы – килограмма, что часто приводит к путанице. Частичным решением этого вопроса явилось принятие в отдельных странах (Австрия, ФРГ) нового наименования килограмм-силы: килопонд.

Третьим крупным недостатком системы МКГСС является ее некогерентность (несогласованность) с единицами электрических и магнитных величин. Если единицей работы и энергии в системе МКГСС служит килограмм-сила-метр, то в системе практических электрических единиц работа и энергия измеряется джоулями, поэтому при переходе в расчетах от механических величин к электрическим (а также к тепловым, световым и т. д.) требуется переходный множитель.

За единицу массы в системе МКГСС принята масса тела, получающего ускорения 1 м/с 2 под действием приложенной силы 1 кгс. Эта единица (килограмм-сила-секунда в квадрате на метр) иногда называется технической единицей массы (т.е. м) или инертной, хотя оба эти наименования не установлены ни в одной из рекомендаций на единицы физических величин. Единица массы МКГСС – кгс∙с 2 /м ≈ 9,81 кг-единицы массы СИ.

Широко применялись в технике единицы работы и энергии МКГСС – килограмм-сила-метр (кгс∙м) и единица мощности – килограмм-сила-метр в секунду (кгс∙м/с).

Система МТС. В системе единиц МТС основными единицами являются: единица длины – метр, единица массы – тонна и единица времени – секунда.

Эта система единиц впервые была установлена в 1919 г. во Франции, где была принята в законоположении о единицах измерений. В 1927 – 1933 гг. система МТС была рекомендована советскими стандартами на механические единицы. Выбор тонны в качестве основной единицы массы казался удачным, так как достигалось соответствие между единицами длины и объема, с одной стороны, и единицей массы-с другой (с точностью, достаточной для большинства технических расчетов, 1 т соответствует массе 1 м 3 воды). Кроме того, единица работы и энергии в этой системе (килоджоуль) и единица мощности (киловатт) совпадали с соответствующими кратными практическими электрическими единицами.

Однако в СССР система МТС не нашла практического распространения и в 1955 г. при утверждении ГОСТ 7664-55 «Механические единицы» (в настоящее время стандарт отменен) не была в него включена. Во Франции применение этой системы также отменено законоположением от 3 мая 1961 года.

Абсолютная практическая система электрических единиц была установлена в 1881 г. первым Международным конгрессом электриков в качестве производной от системы СГСМ и предназначалась для практических измерений в связи с тем, что электрические и магнитные единицы системы СГС оказались неудобными для практики (одни слишком велики, другие слишком малы). В абсолютной практической системе электрические и магнитные единицы были образованы из соответствующих единиц абсолютной электромагнитной системы СГСМ путем умножения их на соответствующие степени числа 10. В числе первых практических электрических единиц были приняты:

а) практическая единица электрического сопротивления, равная 10 9 единицам сопротивления СГСМ, которая получила впоследствии наименование Ом;

б) практическая единица электродвижущей силы равна 10 8 единицам электродвижущей силы СГСМ, названная «вольт»;

Множитель 10 9 для практической единицы сопротивления взят из тех соображений, что единица сопротивления должна была по размеру близка к большинству существовавших в то время единиц сопротивления, особенно к ртутной единице Сименса (сопротивление столбика ртути длиной 100 см и поперечным сечением 1 мм 2 ), тогда широко распространенной. Множитель 10 8 для практической единицы электродвижущей силы был выбран с целью возможного приближения к электродвижущей силе элемента Даниэля, наиболее распространенного в то время и имевшего э.д.с., близкую к 1 В.

Второй Международный конгресс электриков в 1889 г. включил в список практических электрических единиц еще три:

а) джоуль как единицу энергии, равную 10 7 единицам энергии СГСМ;

б) ватт, равный 10 7 единицам мощности СГСМ;

в) квадрант (впоследствии это наименование заменено на «генри») как единицу индуктивности, равную 10 9 единицам индуктивности СГСМ.

В дальнейшем решениями Международной электротехнической комиссии и генеральных конференций по мерам и весам были установлены другие практические электрические и магнитные единицы (вебер, сименс, тесла и др.).

Международные электрические единицы. В 1893 г. в Чикаго Третий Международный конгресс электриков принял международные электрические единицы, отличавшиеся от единиц абсолютной практической системы электрических единиц тем, что они базировались не на теоретическом определении единиц, а на их эталонах. Это объяснялось трудностями точного воспроизведения теоретически установленных абсолютных практических электрических единиц. Взамен их были установлены практические электрические единицы, основанные на соответствующих абсолютных единицах, но определяемые с помощью условных эталонов, служащих для их воспроизведения. Этим электрическим единицам в отличие от абсолютных, определяемых теоретически через единицы длины, массы и времени, было присвоено наименование «международных электрических единиц».

Конгресс установил три основные международные электрические единицы: международной ом, для определения которого использовали ртутный эталон, международный ампер, определяемый с помощью серебряного вольтметра, и международный вольт, определяемый по элементу Кларка. Остальные электрические единицы (международный кулон, международная фарада и др.) были определены как производные от них.

Завершением работы по установлению международных электрических единиц и четкому разграничению абсолютных практических единиц и международных явились решения Международной Лондонской конференции электриков в 1908 г. В качестве единиц, которые с достаточным приближением при практических измерениях и для законодательных целей воспроизводят электрические единицы, конференция рекомендовала принять международный ом, международный ампер, международный вольт и международный ватт. Конференция утвердила спецификации для воспроизведения международного ома и международного ампера.

После этого международные электрические единицы начали вводить законодательными актами в разных странах, и они получили широкое распространение до отмены их с 1 января 1948 г. решением Международного комитента мер и весов, когда был совершен переход на абсолютные электрические единицы с соотношениями: 1 международный ом равен 1,00049 абсолютного ома; 1 международный вольт равен 1,00034 абсолютного вольта.

Международные электрические единицы были введены в нашей стране в феврале 1919 г. С 1 мая 1948 г. они отменены в связи с переходом на абсолютные практические электрические единицы.

Система МКСА. Основы этой системы были предложены а 1901 г. итальянским ученым Джорджи (поэтому система имеет и второе наименование, принятое в 1958 г. Международной электротехнической комиссией, – «система Джорджи», но не получившая, однако, распространения). Основными единицами системы МКСА являются метр, килограмм, секунда и ампер. В системе МКСА сила измеряется в ньютонах, работа и энергия в джоулях, мощность в ваттах.

В системе МКСА механические единицы полностью согласованы с единицами абсолютной практической системы электрических и магнитных единиц – ампером, вольтом, омом, кулоном и др. Система МКСА является частью Международной системы единиц (СИ).

Система МКСА установлена в качестве основной в ГОСТ 8033-56 (в настоящее время стандарт отменен) «Электрические и магнитные единицы», действующем в СССР с 1 января 1957 г. В этом стандарте система МКСА принята для рационализованной формы уравнений электромагнитного поля (в которой множитель 4 исключен из наиболее важных и часто применяемых уравнений). В соответствии с этим взяты следующие значения постоянных: для электрической постоянной Ф/м и для магнитной постоянной Гн/м, где с – числовое значение скорости света в вакууме, равное 2,997925∙10 8 м/с.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник