Magnitudes físicas y parámetros, unidades

Cantidades fisicas

Las cantidades significan aquellas características de los fenómenos que determinan los fenómenos y procesos y pueden existir independientemente del estado del medio ambiente y las condiciones. Estos incluyen, por ejemplo, carga eléctrica, intensidad de campo, inducción, corriente eléctrica, etc. El entorno y las condiciones bajo las cuales ocurren los fenómenos definidos por estas cantidades pueden cambiar estas cantidades principalmente solo cuantitativamente.

Parámetros físicos

Los parámetros significan tales características de los fenómenos que determinan las propiedades de los medios y las sustancias y afectan la relación entre las cantidades mismas. No pueden existir de forma independiente y se manifiestan sólo en su acción sobre el tamaño real.

Los parámetros incluyen, por ejemplo, constantes eléctricas y magnéticas, resistencia eléctrica, fuerza coercitiva, inductancia residual, parámetros del circuito eléctrico (resistencia, conductancia, capacitancia, inductancia por unidad de longitud o volumen en un dispositivo), etc.

Valores de parámetros físicos

Los valores de los parámetros suelen depender de las condiciones en las que se produce este fenómeno (de temperatura, presión, humedad, etc.), pero si estas condiciones son constantes, los parámetros mantienen sus valores inalterados y por ello también se denominan constantes. .

Las expresiones cuantitativas (numéricas) de cantidades o parámetros se llaman sus valores. Cabe señalar que los valores generalmente se denominan cantidades a evitar. Por ejemplo: la lectura del voltímetro U es de 5 V, por lo tanto, el voltaje medido (valor) V tiene un valor de 5 V.

Unidades

El estudio de cualquier fenómeno en física no se limita a establecer relaciones cualitativas entre cantidades, estas relaciones deben ser cuantificadas. Sin el conocimiento de las dependencias cuantitativas, no hay una visión real de este fenómeno.

Cuantitativamente, una cantidad sólo puede estimarse midiéndola, es decir, comparando experimentalmente una cantidad física dada con una cantidad de la misma naturaleza física, tomada como unidad de medida.

La medición puede ser directa o indirecta. En la medición directa, la cantidad a determinar se compara directamente con la unidad de medida. En la medición indirecta, los valores de la cantidad deseada se encuentran calculando los resultados de las mediciones directas de otras cantidades relacionadas con una relación específica dada.

El establecimiento de unidades de medida es sumamente importante tanto para el desarrollo de la ciencia en la investigación científica y el establecimiento de leyes físicas, como en la práctica para la realización de procesos tecnológicos, así como para el control y la contabilidad.

Las unidades de medida para varias cantidades se pueden establecer arbitrariamente sin considerar su relación con otras cantidades o sin tener en cuenta dichas relaciones. En el primer caso, cuando sustituye valores numéricos en la ecuación de relación, es necesario tener en cuenta adicionalmente estas relaciones. En el segundo caso, la necesidad de este último desaparece.

Cada sistema de unidades se distingue unidades basicas y derivadas… Las unidades básicas se establecen arbitrariamente, mientras que por lo general proceden de algún fenómeno físico característico o propiedad de una sustancia o cuerpo. Las unidades básicas deben ser independientes entre sí y su número debe estar determinado por la necesidad y suficiencia para la formación de todas las unidades derivadas.

Así, por ejemplo, el número de unidades básicas necesarias para describir fenómenos eléctricos y magnéticos es cuatro. No es necesario aceptar las unidades de las cantidades básicas como unidades básicas.

Solo es importante que el número de unidades básicas de medida sea igual al número de cantidades básicas y que puedan reproducirse (en forma de patrones) con la máxima precisión.

Las unidades derivadas son unidades establecidas sobre la base de regularidades que relacionan el valor por el cual se establece la unidad con los valores cuyas unidades se establecen de forma independiente.

Para obtener una unidad derivada de una cantidad arbitraria, se escribe una ecuación que expresa la relación de esta cantidad con las cantidades determinadas por las unidades básicas, y luego, igualando el coeficiente de proporcionalidad (si está en la ecuación) a uno, el las cantidades se reemplazan por unidades de medida y se expresan en términos de unidades base.Por lo tanto, el tamaño de las unidades de medida coincide con el tamaño de las cantidades correspondientes.

Sistemas básicos de bloques en ingeniería eléctrica.

En física hasta mediados del siglo XX, dos sistemas absolutos de unidades desarrollados por Gauss eran comunes: SGSE (centímetro, gramo, segundo - sistema electrostático) y SGSM (centímetro, gramo, segundo — sistema magnetostático), en el que las magnitudes principales son el centímetro, gramo, segundo y la permeabilidad dieléctrica o magnética de la cavidad.

El primer sistema de unidades se deriva de la ley de Coulomb para la interacción de cargas eléctricas, el segundo, basado en la misma ley para la interacción de masas magnéticas. Los valores de las mismas cantidades expresadas en unidades de un sistema son extremadamente diferentes de las mismas unidades en otro. En consecuencia, también se generalizó el sistema CGS gaussiano simétrico, en el que las magnitudes eléctricas se expresan en el sistema CGSE y las magnitudes magnéticas en el sistema CGSM.

Las unidades de los sistemas CGS en la mayoría de los casos demostraron ser inconvenientes para la práctica (demasiado grandes o demasiado pequeñas), lo que condujo a la creación de un sistema de unidades prácticas que son múltiplos de las unidades del sistema CGS (amperio, voltio, ohmio, faradio , colgante, etc.). Eran la base del sistema que fue ampliamente adoptado en un momento. AISS, cuyas unidades originales son metro, kilogramo (masa), segundo y amperio.

La conveniencia de este sistema de unidades (llamado sistema práctico absoluto) radica en que todas sus unidades coinciden con las prácticas, por lo que no es necesario introducir coeficientes adicionales en las fórmulas para la relación entre las cantidades expresadas en este sistema de unidades.

Actualmente, existe un único sistema internacional de unidades. SI (Sistema Internacional), que fue adoptado en 1960. Se basa en el sistema ISSA.

El sistema SI se diferencia del MCSA en que al número de las primeras unidades del primero se le suma una unidad de temperatura termodinámica, el grado Kelvin, la unidad de medida de la cantidad de materia es el mol y la unidad de medida luminosa La intensidad es la candela, lo que permite extender este sistema no solo a fenómenos eléctricos, magnéticos y mecánicos, sino también a otras áreas de la física.

En el sistema SI, hay siete unidades básicas: kilogramo, metro, segundo, amperio, kelvin, mol, candela.

Para calcular cantidades que son mucho mayores que esta unidad de medida o mucho menores que ella, se utilizan múltiplos y submúltiplos de las unidades. Estas unidades se obtienen agregando el prefijo apropiado al nombre de la unidad base.

La historia de la formación del sistema SI y las unidades básicas de este sistema se dan en este artículo: Sistema de medición SI: historia, propósito, papel en la física