3.2. Система сгс

В шестидесятых годах XIX столетия по предложению В. Томсона Комитет по электрическим эталонам Британской ассоциации для развития наук, в состав которого кроме Томсона входили Максвелл, Джоуль, Сименс и др., разработал систему СГС с основными единицами: сантиметр, грамм, секунда. В 1881 г. система СГС получила признание на I Международном конгрессе электриков и оказалась удобной для физических исследований. Конгресс установил систему СГС по принципам, предложенным Гауссом, и ввел название для двух важнейших производных единиц: дина – для единицы силы и эрг – для единицы работы. Для измерения мощности в системе СГС применяется эрг в секунду, для измерения кинематической вязкости – стокс, динамической – пуаз, механических, электрических и магнитных величин системы СГС.

На основе системы СГС возникло семь систем единиц электрических и магнитных величин: СГСЭ, СГСМ, СГС (симметричная), СГСε₀, СГСμ₀, СГСФ, СГСБ.

Система СГСЭ получила название абсолютной электростатической системы единиц и построена на трех основных единицах – сантиметре, грамме, секунде. Диэлектрическая проницаемость вакуума принята равной безразмерной величине.

Система СГСМ называется абсолютной электромагнитной системой единиц, построена на таких же основных единицах, что и система СГСЭ, – сантиметре, грамме, секунде. Магнитная проницаемость вакуума принята равной безразмерной величине.

Систему СГС еще называются симметричной системой СГС. В ней электрические единицы совпадают с электрическими единицами СГСЭ, а магнитные с магнитными единицами СГСМ.

Системы СГСε₀,СГСμ₀,СГСФ, СГСБ построены на четырех основных единицах – сантиметре, грамме, секунде и единице электрической величины. С системе СГСε₀ единицей электрической величины является электрическая постоянная ε₀, в системе СГСμ₀ – магнитная постоянная, в системе СГСФ – электростатическая единица электрического заряда – франклин (Фр), в системе СГСБ – электромагнитная единица силы тока – био (Би). Система СГС была допущена к применению государственными стандартами СССР, однако большинство единиц этой системы имеет неудобные размеры и в практике не применяется.

3.3. Система мкгсс

В период установления метрической системы мер, в конце XVIII столетия килограмм был принят как единица веса. Применение килограмма как единицы веса, а в последующем как единицы силы, привело в конце XIX века к формированию системы МКГСС – системы механических единиц физических величин с тремя основными единицами: метр – единица длины, килограмм-сила – единица силы и секунда – единица времени. Килограмм-сила (кгс) – это сила, которая сообщает массе, равной массе международного прототипа килограмма, ускорение 9,80665 м/с² (нормальное ускорение свободного падения). Эта система единиц широко распространилась в механике и в технике, получив неофициальное наименование «техническая». Одной из причин распространения системы МКГСС явилось удобство выражения сил в единицах веса и удобный размер основной единицы силы – килограмм - силы. Широко применялись в технике единицы работы и энергии МКГСС – килограмм-сила-метр (кгс - м) и единица мощности – килограмм-сила - метр в секунду (кгс - м/с).

В некоторых странах (например, Бельгии) система МКГСС была названа метрической, исходя из того, что первоначально, при установлении метрической системы мер, килограмм служит не единицей массы, а единицей веса. Однако наряду с распространением системы МКГСС в технике все больше выявились ее недостатки, связанные с использованием в качестве основной единицы силы, а не массы.

Первый недостаток состоит в том, что нарушается принцип выбора в качестве основной единицы той, которая может наиболее точно воспроизводиться. Единица силы воспроизводится менее точно, чем единица массы.

Второй недостаток заключается в сходности наименования единицы силы – килограмм-силы и метрической единицы массы – килограмма, что часто приводит к путанице. Частичным решением этого вопроса явилось принятие в отдельных странах (Австрия, ГДР, ФРГ) нового наименования килограмм-силы: килопонд.

Третьим недостатком системы МКГСС является ее некогерентность (несогласованность) с единицами электрических и магнитных величин. Если единицей работы и энергии в системе МКГСС служит килограмм - сила - метр, то в системе практических электрических единиц работа и энергия измеряется джоулями, поэтому при переходе в расчетах от механических величин к электрическим (а также к тепловым, световым и т. д.) требуется переходный множитель.

За единицу массы в системе МКГСС принята масса тела, получающего ускорения 1 м/с² под действием приложенной силы 1 кгс. Эта единица (килограмм-сила-секунда в квадрате на метр) иногда называется технической единицей массы (т. е. м.) или инертной, хотя оба эти наименования не установлены ни в одной из рекомендаций на единицы физических величин. Единица массы МКГСС – кгс-с²/м ≈ 9,81 кг – единицы массы Международной системы (СИ). Государственным стандартом ГОСТ 8.417 – 2002 применение системы МКГСС в РФ не предусмотрено.