国际单位制 (SI Units) – 类型和优势

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在电气和电子工程中，我们必须处理可测量的量。因此，作为电气工程师，我们必须使用所有专业人员都能理解的标准语言进行交流，无论测量是在哪个国家进行。

在本文中，我们将学习国际单位制、SI单位的类型以及SI系统的优缺点。

什么是国际单位制？

国际单位制，缩写为SI单位，是米制系统的现代形式。它是科学和工程中最广泛使用的测量系统。国际单位制于1960年被国际计量大会采用。

国际单位制由七个基本单位组成。每个基本单位代表不同类型的物理量。从七个基本单位可以导出其他几个测量单位。SI单位在电气和电子工程中常用。

SI单位及其定义

国际单位制的七个基本单位如下所述。

米

米是长度的SI单位。它用字母m表示。一米定义为光在真空中在1/299,792,458秒的时间间隔内传播的路径长度。

千克

千克是质量的SI单位。它用kg表示。一kg定义为保存在巴黎国际计量局的铂铱合金圆柱体的质量。它最初定义为1升纯水的质量。

秒

秒是时间的SI单位。它用s表示。一秒定义为铯-133原子两个能级之间跃迁产生的辐射完成9,192,631,770个周期的所需时间。

开尔文

开尔文是热力学温度的SI单位。它用符号K表示。一个开尔文定义为纯水三相点热力学温度的(1/273.16)。

安培

安培是电流的SI单位。它用符号A表示。一安培定义为通过两根相隔1米且放置在真空中的无限长平行导线，并承受2 × 10^-7 N力的电流。

一安培也可以定义为一秒钟内经过某一点的1库仑电荷(6.24 × 10¹⁸个电子的电荷)。

坎德拉

坎德拉是发光强度的SI单位。它用符号cd表示。一坎德拉定义为光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为540 THz（太赫兹）的单色辐射，并且在同一方向上的辐射强度为1/683瓦特每球面度。

摩尔

摩尔是物质的量的SI单位。它用mol表示。一摩尔定义为含有6.02214076 × 10²³个粒子的物质的量。

SI单位的分类

SI单位可以分为以下三类：

• 基本单位
• 补充单位
• 导出单位

基本单位

独立且与任何其他单位无关的SI单位称为基本单位。国际单位制有七个基本单位，如下表所示：

基本单位	物理量	单位符号
米	长度	m
千克	质量	kg
秒	时间	s
安培	电流	A
开尔文	热力学温度	K
坎德拉	发光强度	cd
摩尔	物质的量	mol

补充单位

国际单位制有两个补充单位，如下表所示：

补充单位	物理量	描述
弧度 (rad)	平面角	一弧度定义为圆心处张成的平面角，该平面角截取的弧长等于圆的半径。
球面度 (sr)	立体角	一球面度定义为球心处张成的立体角，该立体角所截取的面积等于球半径的平方。

导出单位

从基本单位导出的或可以用基本单位表示的SI测量单位称为导出单位。在科学和工程中，有许多导出单位，不可能在一篇文章中列出所有导出单位。但是，下表显示了一些重要的物理量的导出单位：

物理量	单位	单位符号
电荷	库仑	C
速度	米每秒	m/s
加速度	米每平方秒	m/s2
密度	千克每立方米	kg/m3
体积	立方米	m3

SI系统的优点

以下是使用SI单位制的主要优点：

• SI系统是一个通用的单位系统。因此，它几乎在世界每个国家都使用。

• SI系统是一个米制系统，这意味着在这个系统中，数量可以用10的指数表示。

• 它是一个绝对单位制。

• SI单位制为特定物理量只分配一个单位。因此，它是一个合理的单位系统。

• 它是一个相干的单位系统，即它有一套基本单位，所有其他单位都可以从中导出。