定义标准电气单位

电学单位可以用正式的方法来描述,这便是我们要做的。标准电学单位是按顺序来定义的。安培 是最先被定义的。它是一个SI基本单位,唯一一个从实验中定义的电学单位。

之后便是 库仑一个电子的电荷。然后我们推导出我们最喜欢的 瓦特伏特,以及 欧姆。这些 推导 出的单位是用安培以及其他SI基本单位中定义的(米,千克,秒)

安培

目前的 SI 电流单位,即安培,来自磁力的研究。导线中的电流产生磁场(毕奥萨伐尔定律,1820)。这些磁场反过来对导线产生力(安培定律,1825)。两个带电平行导线相互产生力。SI 安培的官方定义是:

安培的定义来自于实验的结果。为了设置标准 111 安培的电流,你将以下实验的步骤。同时设置两个 1 米长的导线,平行放置,并设置一种方式测量两根导线之间的力(变形测量器)。

库仑

库仑是 SI 电荷的单位。库仑的大小是从安培定义的。一库仑定义为 1 安培的电流中流过的电荷。

1安培=1库仑/秒

或者,

1 库仑=1 安培⋅ 秒

电子的电荷

在 1897,J.J. 汤普森证明了电子的存在。十二年后,从1909年起,罗伯特·密立根利用油滴实验来建立了电子的带电量。

如果我们将表述反过来,我们可以看出库仑可以用电子数量来表示:

概念检查

1 安培有多少电子?

这也是法拉第常数 - 不要跟电容的单位混为一谈,电容单位是法。

答案:一摩尔电子大约是 100.000 库仑的电荷。

瓦特

瓦特 是功率的单位。功率是单位时间内能量的转移或者消耗量;或者,功率是做功的快慢。一般来说,瓦特是一秒内传输 1 焦耳能量的功率。

1瓦特=1焦耳/秒

伏特

伏特 是电势差的单位 - 电势差也叫 电压。1 伏特的大小官方定义为带 1 安培电流,功率是 1 瓦特的导线中的两点的电势差。

1 伏特=1 瓦特/安培

伏特也可以以能量和电荷来表示,

1 伏特=1 焦耳/库仑

你也可以在基本电学量的文章中找到电压的直观定义。同时,也有关于电压含义的标准定义的介绍。

欧姆

欧姆 是电学中电阻的单位。一欧姆定义为导体两端施加 1 伏特的电压,有 1 安培的电流流过时导体的电阻。

1 欧姆=1 伏特/安培

我们现在已经按顺序定义了一系列电学单位。

单位系统

在过去的200年间,有三套主要科学单位系统:

有七个 SI 基本单位

SI 基本单位

一个 SI 基本单位来自电学:安培。安培与米,千克,秒享有同样重要的地位。它定义了它本身,而不是来自其他单位。

关于选择安培还是库仑作为 SI 基本单位的国际标准一直有着激烈的辩论。选哪个都可以。最终,安培获得了胜利。结果是,安培是相对正常大小的单位,而库仑则相当大。

对于发电厂来说从输电线到家庭插座供应 1 安培的电流很容易(1 安培/秒)。但是,如果你要隔离 1 库仑的电荷,你将需要巨大无比的力。用库仑定律来计算两个相隔 1 米远, 1 库仑的电荷之间的力:


SI 推导出的电学单位

其他电学单位是 SI 的 推导 单位,是基本单位的组合。如果安培是“第一个”电学单位,那么这些推导单位紧随其后。

名称

符号

量的名称

SI 基本单位的组合

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页面更新:2024-06-01

标签:安培   电势差   定义   单位   电学   电荷   导线   电流   电气   基本单位   标准   电子

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