絕對電磁系單位制

電磁單位制

物理量單位制中電磁量單位的集合。在歷史上起過重要作用的電磁單位制主要有絕對靜電制、絕對電磁製、高斯制、實用單位制、國際單位制等幾種。

簡介

編輯

基本單位為了建立一種物理量單位制，首先要選取若干個彼此獨立的物理量，把這些量的單位作為基本單位。然後利用物理學方程從基本單位導出其他各種物理量的單位，稱為導出單位。基本單位和導出單位一起構成了一種物理量單位制。

對於一種單位制來說,應有足夠數目的基本單位,以保證能從這些基本單位得到所有的導出單位。但是，基本單位的數目應減少到最低限度，以保證單位制內部的一致性。選擇何種物理量單位作為基本單位，由兩方面的因素決定。首先，所選的物理量應是在物理學中起最基本作用的量。此外，所選物理量的單位應能準確地復現，並便於保存。不同單位制的差別就在於基本單位的選取方法不同。

力學量的基本單位是最重要的，一般選取長度、時間和質量（或力）3 種物理量的單位為力學量基本單位，並由此可導出所有的其他力學量單位。但是，電磁現象在原理上不能歸結為力學現象，所以在單位制中還必須增加一個電磁量基本單位。從這樣 4個基本單位就可導出所有的電磁量單位。

絕對靜電制簡稱CGSE制。其中所選的長度單位為厘米(cm), 質量單位為克(g)，時間單位為秒(s)。此單位制中未明確規定電磁量基本單位，但把真空中的電學庫侖定律的比例係數取為1,實際上等效於把真空介電常數ε0取作電磁量基本單位,並把其值規定為1。絕對靜電制在靜電學的發展中起過較大作用。其缺點是此單位制中的不少單位的量值太小或太大，不便於實用。

絕對電磁製 簡稱 CGSM制。其中的力學量單位與CGSE制相同，但規定真空中的磁學庫侖定律的比例係數為1,等效於把真空磁導率μ0取作電磁基本單位，並把其值規定為1。這種單位制較適用於磁學計算,但其中也有不少單位的量值過大或過小，使用不便。

高斯制其中的靜電量單位均與CGSE制相同，磁學量單位則與CGSM制相同。此單位制的優點是靜電學和靜磁學的公式均較簡單，大部分導出單位的量值也較適中，因此這種單位制在物理學中使用得較廣泛。高斯制的缺點是在聯繫靜電量和磁學量的公式中會出現以光速 c為因子的比例常數，使公式複雜化。

實用單位制簡稱為MKSA制。在工程中使用得最廣泛。其中長度單位為米(m)， 質量單位為千克(kg)，時間單位為秒(s),並明確規定了電磁量的基本單位為電流單位安培。這種單位制中絕大部分單位大小適中，便於實用。但採用此單位制時，真空的磁導率及介電常數均為不等於1的常數， 因而一些公式顯得稍為複雜。

國際單位制由於實用單位制的明顯優點，1954年，第10屆國際計量大會決定以實用單位制的 4個基本單位為基礎，再增添熱力學溫度單位開爾文和發光強度單位坎德拉兩個基本單位，從而構成更廣泛的國際實用單位制。此種單位制在1960年的第11屆國際計量大會上被正式命名為國際單位制，縮寫為SI。在1971年的第14屆國際計量大會上又決定，在國際單位制中再增添物質的量的單位摩爾作為第 7個基本單位。以後的各屆計量大會對國際單位制中的基本單位的定義又有所修改，使之進一步完善。

國際單位制中的電學量基本單位──安培（電流單位）的定義如下：“安培 (A)是電流的單位。在真空中，截面積可忽略的兩根相距 1米的無限長平行圓直導線內通以等量恆定電流時，如導線間相互作用力在每米長度上為2×10牛， 則每根導線中的電流定義為1安。”這樣的定義與規定真空磁導率μ0=4π×10亨/米等效（見電單位的絕對測定）。

國際單位制與其他幾種單位制中的主要電磁量單位及相互關係見表。

國際單位制現已被廣泛接受。中華人民共和國計量法中亦已明確規定了在中國採用國際單位制。1985年頒布的中華人民共和國法定計量單位即以國際單位制為基礎制訂 。

絕對電磁系單位制

絕對電磁系單位制簡稱“電磁單位制”。電磁學中以電流的磁力為基礎的絕對單位制。它選取長度、質量和時間為基本量。基本單位是厘米、克和秒。電流強度的單位是第一個導出單位，根據畢奧，薩伐爾定律定出，稱為電磁安培。再以電磁安培和其他各電磁量的有關定律和定義，導出各該量的單位。這單位制中，一般量的單位都用“盡燈表示，只有兒個單位有特定的名稱：磁感應強度單位為高斯，磁通量單位為麥克斯韋，磁場強度單位為奧斯特