В помощь изучающему электронику

Формулы, вычисления, ...

на сайте

www.electrosad.ru

- Единицы измерения -

Данный справочник собран из разных источников. Но на его создание подтолкнула небольшая книжка "Массовой радиобиблиотеки" изданная в 1964 году,  как перевод книги О. Кронегера в ГДР в 1961 году. Не смотря на такую ее древность, она является моей настольной книгой (наряду с несколькими другими справочниками). Думаю время над такими книгами не властно, потому что основы физики, электро и радиотехники (электроники) незыблемы и вечны.

 

Единицы измерения механических и тепловых величин.
 Единицы измерения всех остальных физических величин можно определить и выразить через основные единицы измерения. Полученные таким образом единицы в отличие от основных называются производными. Чтобы получить производную единицу измерения какой-либо величины, необходимо выбрать такую формулу, которая выражала бы эту величину через уже известные нам другие величины, и предположить, что каждая из входящих в формулу известных величин равна одной единице измерения. Ниже перечислен ряд механических величин, приведены формулы для их определения, показано, как определяются единицы измерения этих величин.
Единица скорости v — метр в секунду (м/сек).
Метр в секунду — скорость v такого равномерного движения, при котором тело за время t = 1 сек проходит путь s, равный 1 м:

V=S/t

1v=1м/1сек=1м/сек

Единица ускорения а — метр на секунду в квадрате (м/сек2).

Метр на секунду в квадрате

—ускорение такого равнопеременного движения, при котором скорость за 1 сек изменяется на 1 м!сек.
Единица силы F—ньютон (и).

Ньютон

— сила, которая массе т в 1 кг сообщает ускорение а, равное 1 м/сек2:

F=ma

1н=1 кг×1м/сек2=1(кг×м)/сек2

Единица работы А и энергии — джоуль (дж).

Джоуль

—работа, которую совершает постоянная сила F, равная 1 н на пути s в 1 м, пройденном телом под действием этой силы по направлению, совпадающему с направлением силы:

A=Fs

1дж=1н×1м=1н*м.

Единица мощности W—ватт (вт).

Ватт

— мощность, при которой за время t=-l сек совершается работа А, равная 1 дж:

N=A/t

1вт=1дж/1сек=1дж/сек.
 

Единица количества теплоты q — джоуль (дж). Эта единица определяется из равенства:

q=kA
которое выражает эквивалентность тепловой и механической энергии. Коэффициент k принимают равным единице:
1дж=1×1дж=1дж
 
Единицы измерения электромагнитных величин
 Единица силы электрического тока А - ампер (А).

Ампер

- сила не изменяющегося тока, который, проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенных на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, вызывал бы между этими проводниками силу, равную 2×10-7 ньютона.

  Единица количества электричества (единица электрического заряда) Q — кулон (к).

Кулон

— заряд, переносимый через поперечное сечение проводника в 1 сек при силе тока, равной 1 а:
1к=1а×1сек=1а×сек
Единица разности электрических потенциалов (электрического напряжения U, электродвижущей силы Е) — вольт (в).

Вольт

—разность потенциалов двух точек электрического поля, при перемещении между которыми заряда Q в 1 к совершается работа в 1 дж:
 

A=Q U

U= A/Q

1в=1дж/1к=1дж/к
  Единица электрической мощности Р — ватт (вт):

P=U×I

1вт=1в×1а=1в×а

Эта единица совпадает с единицей механической мощности.
Единица емкости С — фарада (ф).

Фарада

— емкость проводника., потенциал которого повышается на 1 в, если на этот проводник внести заряд 1 к:

C=Q/U

1ф=1к/1в=1к/в
  Единица электрического сопротивления R—ом (ом).

Ом

-сопротивление такого проводника, по которому течет ток силой 1 а при напряжении на концах проводника в 1 в:

R=U/I

1ом=1в/1а=1в/а
  Единица абсолютной диэлектрической проницаемости ε — фарада на метр (ф/м).

Фарада на метр

— абсолютная диэлектрическая проницаемость диэлектрика, при заполнении которым плоский конденсатор с пластинами площадью S по 1 м 2 каждая и расстоянием между пластинами d~ 1 м приобретает емкость 1 ф.
Формула, выражающая емкость плоского конденсатора:

C = ε × S/d
  Отсюда

ε = C × d/S

1ф\м=(1ф×1м)/1м2
Единица магнитного потока Ф и потокосцепления ψ — вольт-секунда или вебер (вб).

Вебер

— магнитный поток, при убывании которого до нуля за 1 сек в контуре, сцепленном с этим потоком, возникает э. д. с. индукции, равная 1 в.
Закон Фарадея — Максвелла:

Ei=Δψ / Δt
где Ei — э. д. с. индукции, возникающая в замкнутом контуре; ΔW— изменение магнитного потока, сцепленного с контуром, за время Δt:

ψ =Ei×Δt

1вб=1в*1сек=1в*сек
 Напомним, что для одиночного витка понятия потока Ф и потокосцепления ψ совпадают. Для соленоида с числом витков ω, через поперечное сечение которого протекает поток Ф, при отсутствии рассеяния потокосцепление

ψ=ωФ
 Единица магнитной индукции В — тесла (тл).

Тесла

— индукция такого однородного магнитного поля, в котором магнитный поток ф через площадь S в 1 м*, перпендикулярную направлению поля, равен 1 вб:

B=Ф/S

1тл=1вб/1м2=1вб/м2
Единица напряженности магнитного поля Н—ампер на метр (а!м).

Ампер на метр

— напряженность магнитного поля, создаваемого прямолинейным бесконечно длинным током силой в 4 па на расстоянии г=.2м от проводника с током:

H=I/2kr

1а/м=4π а/2π * 2м
  Единица индуктивности L и взаимоиндуктивности М — генри (гн).

Генри

— индуктивность такого контура, с которым оцеплен магнитный поток 1 вб, когда по контуру течет ток силой 1 а:
1гн = (1в × 1сек)/1а = 1 (в×сек)/а
  Единица магнитной проницаемости μ (мю) — генри на метр (гн/м).

Генри на метр

—абсолютная магнитная проницаемость вещества, в котором при напряженности магнитного поля в 1 а/м магнитная индукция равна 1 тл:

μ=B/H

1гн/м = 1вб/м2 / 1а/м = 1вб/(а×м)
 
Соотношения между единицами магнитных величин
в системах СГСМ и СИ
 В электротехнической и справочной литературе, изданной до введения системы СИ, величину напряженности магнитного поля Н часто выражали в эрстедах (э), величину магнитной индукции В - в гауссах (гс), магнитного потока Ф и потокосцепления ψ — в максвеллах (мкс).
1э=1/4 π × 103 а/м;       1а/м=4π × 10-3 э;

1гс=10-4 тл;         1тл=104гс;

1мкс=10-8 вб;         1вб=108 мкс
  Следует отметить, что равенства написаны для случая рационализированной практической системы МКСА, которая вошла в систему СИ как составная часть. С теоретической точки зрения правильнее было бы в о всех шести соотношениях заменить знак равенства (=) знаком соответствия (^). Например
1э=1/4π × 103 а/м
что означает :

напряженность поля в 1 э соответствует напряженности 1/4π × 103 а/м = 79,6 а/м
  Дело в том, что единицы э, гс и мкс относятся к системе СГСМ. В этой системе единица силы тока является не основной, как в системе СИ, а производной Поэтому размерности величин, характеризующих одно и то же понятие, в системе СГСМ и СИ оказываются неодинаковыми, что может привести к недоразумениям и парадоксам, если забыть об этом обстоятельстве. При выполнении инженерных расчетов, когда для недоразумений такого рода нет основа
 
Внесистемные единицы
Допускается также применение некоторых внесистемных единиц измерения физических величин, в том числе единиц:
мощности — 1 лошадиная сила (л.с.) = 75кГ×М/сек= 736 вт;
работы и энергии — 1 ватт - час (вm × ч) = 3,6 × 103 дж;
энергии элементарных частиц — 1 электронвольт(эв)= 1,60×10-19 дж;
теплоты — 1 калория (кал) = 4,19 дж
(калория- количество теплоты, необходимое для нагревания 1 г воды от 19,5 до 20,5° С при нормальном давлении).

 

 

Некоторые математические и физические понятия
применяемые радиотехнике
Как и понятие - скорость движения, в механике, в радиотехнике существует аналогичные понятия, такие как скорость изменения тока и напряжения.
Они могут быть как усредненные, за время протекания процесса, так и мгновенные.

 

i= (I1-I0)/(t2-t1)=ΔI/Δt
 
При Δt -> 0, получаем мгновенные значения скорости изменения тока. Оно наиболее точно характеризует характер изменения величины и может быть записано в виде:

i=lim ΔI/Δt =dI/dt
Δt->0                 
Причем следует обратить внимание - усредненные значения и мгновенные значения могут отличаться в десятки раз. Особенно наглядно это видно при протекании изменяющегося тока через цепи имеющие достаточно большую индуктивности.
 
Децибелл
Для оценки отношения двух величин одинаковой размерности в радиотехнике применяется специальная единица - децибел.
 

Ku = U2 / U1

- коэффициент усиления по напряжению;
 

Ku[дб] = 20 log U2 / U1

- коэффициент усиления по напряжению в децибелах.
 

Кi[дб] = 20 log I2 / I1

- коэффициент усиления по току в децибелах.
 

Кp[дб] = 10 log P2 / P1

- коэффициент усиления по мощности в децибелах.

 
Логарифмическая шкала позволяет так же на графике нормальных размеров, изображать функции имеющие динамический диапазон изменения параметра в несколько порядков.
 

Для определения мощности сигнала в зоне приема используется другая логарифмическая единица ДБМ - дицибелл на метр.
Мощность сигнала в точке приема в дбм:
 

P[дбм] = 10 log U2 / R +30 = 10 log P + 30. [дбм];

Pвт = U2 / R.
 

Эффективное напряжение на нагрузке при известной P[дбм] можно определить по формуле:
 

 

Размерные коэффициенты основных физических величин

 В соответствии с государственными стандартами допускается применение следующих кратных и дольных единиц - приставок:
Таблица 1.
Основная единица Напряжение
U
Вольт		 Ток
Ампер		 Сопротивление
R, X
Ом		 Мощность
P
Ватт		 Частота
f
Герц		 Индуктивность
L
Генри		 Емкость
C
Фарада
Размерный коэффициент
Т=тера=1012 - - ТОм - ТГц - -
Г=гига=109 ГВ ГА ГОм ГВт ГГц - -
М=мега=106 МВ МА МОм МВт МГц - -
К=кило=103 КВ КА КОм КВт КГц - -
1 В А Ом Вт Гц Гн Ф
м=милли=10-3 мВ мА мОм мВт мГц мГн мФ
мк=микро=10-6 мкВ мкА мкО мкВт - мкГн мкФ
н=нано=10-9 нВ нА - нВт - нГн нФ
п=пико=10-12 пВ пА - пВт - пГн пФ
ф=фемто=10-15 - - - фВт - - фФ
а=атто=10-18 - - - аВт - - -

 

Литература.

Оглавление.

1.Единицы измерения

2. Сопротивление, резистор

3. Емкость, конденсатор

4. Катушка индуктивности

5. Электрические цепи постоянного тока.

Основные понятия. 5.2 Замкнутая и разветвленная цепи постоянного тока

6. Цепи переменного тока

Основные понятия, Сопротивление в цепи переменного тока, Конденсатор в цепи переменного тока, Индуктивность в цепи переменного тока, Мощность переменного тока

7. Колебательный контур

Основные зависимости, Последовательный колебательный контур, Параллельный колебательный контур

8. Применение колебательных контуров

Входная цепь приемника

9. Схемы построенные на R, L, C

RC и LC фильтры - общие положения, RC фильтры, 9.3 LC фильтры

10. Аттенюаторы и согласование устройств

Аттенюаторы, Согласование источника с нагрузкой по мощности, току и напряжению

11. АНТЕННЫЕ УСТРОЙСТВА

Основные параметры передающих антенн, Параметры приемных антенн, Вибраторные антенны, Рамочные антенны, Приемные ферритовые антенны, Формулы для расчета вибраторных антенн

12. Распространение радиоволн

РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН В СВОБОДНОМ ПРОСТРАНСТВЕ - Общие положения, ИОНОСФЕРА И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН, Преломление и отражение радиоволн в ионосфере, Особенности распространения сверхдлинных и длинных волн, Особенности распространения средних волн, Особенности распространения коротких волн, РАСПРОСТРАНЕНИЕ УЛЬТРАКОРОТКИХ ВОЛН В ПРИЗЕМНОМ ПРОСТРАНСТВЕ, Распространения радиоволн над поверхностью земли, дальний прием

13. Векторные диаграммы, действующее сопротивление, сдвиг фаз, амплитудно и фазо частотные характеристики цепей содержащих L,C,R

14.  Основы теплообмена

15. Некоторые особенности применения конденсаторов в фильтрах

16. Переходные процессы в однородных линиях

 

Собрал А. Сорокин

  Яндекс.Метрика

<<назад>> <<в начало>> <<на главную>>

Попасть прямо в разделы сайта можно здесь:

/Неизвестный процессор/Охлаждение ПК/Электроника для ПК/Linux/Проекты, идеи/Полезные советы/Разное/
/Карта сайта/Скачать/Ссылки/Обои/Форум/Каталог/

При полном или частичном использовании материалов ссылка на "www.electrosad.ru" обязательна.
Ваши замечания, предложения, вопросы можно отправить автору через гостевую книгу или  почтой.

Copyright © Sorokin A.D.

2002-2012 год