СИ для электротехники

В РФ действует ГОСТ 8.417—2002, предписывающий обязательное использование международной системы единиц СИ. В нём перечислены единицы физических величин, разрешённые к применению, приведены их международные и русские обозначения и установлены правила их использования.

В системе СИ имеется 7 основных единиц¹. Остальные базируются на них. Многие производные единицы, имеющие широкое распространение, получили собственные названия. Ниже приведены наиболее часто встречающие в электротехнике единицы и даны определения некоторых из них.

Система СИ

Величина	Наименование	Размерность	Обознач
			рус.	англ.
2. Основные единицы2
Длина	метр	м	м	m
Масса	килограмм	кг	кг	kg
Время	секунда	с	с	s
Сила тока	ампер	А	А	А
Температура	Кельвин	град	град	grad
Сила света	кандела	candela	кд	cd
2. Механические единицы
Скорость	метр в секунду	м/с	м/с	м/s
Ускорение	метр в секунду за секунду	м/с2	м/с2	m/s2
Энергия и работа	Джоуль	кг м2/с2=Дж	Дж	J
Сила	ньютон	кг м/с2=Дж/м	Н	N
Мощность	ватт	кг м2/с3=Дж/с	Вт	W
Частота	герц	1/с	Гц	Hz
3. Электрические единицы
Количество электричества	кулон	А с = Кл	Kл	C
Напряжение, ЭДС	вольт	кг м2/А с3 = В	В	V
Напряженность электрического поля	вольт на метр	кг м/А с3 = В/м	В/м	V/m
Электроемкость	Фарад	А2 с4/кг м2 = = А с/В = с/Ом	Ф	F
Электрическое сопротивление	ом	кг м2/А2 с3 = В/А	Ом	Ω
Удельное сопротивление	ом на метр	кг м3/А2 с3 = Ом м	Омм	Ω m
Диэлектрическая проницаемость	фарад на метр	А2 с4/кг м3 = Ф/м	Ф/м	F/m
Световой поток	люмен	кд·ср	лм	lm
Освещённость	люкс	лм/м² = кд·ср/м²	лк	lx
4. Магнитные единицы
Магнитный поток	вебер	кг м2/а с2	Вб	W/b
Магнитная индукция	тесла	кг/а с2	Тл	T
Напряженность магнитного поля	ампер на метр	А/м	А/м	А/m
Индуктивность	генри	кг м2/А2 с2 = Ом с	Гн	H
Магнитная проницаемость	генри на метр	Гн/м	Г/м	H/m

Ньютон (силы) определяется как сила, изменяющая за 1 с скорость тела массой 1 кг на 1 м/с в направлении действия силы.

Н=(кг м/с)/с= кг м/с²=Дж/м

Джоуль (Дж) равен работе (энергии), совершаемой при перемещении точки приложения силы, равной 1 ньютону, на расстояние 1 метра в направлении действия силы. В электричестве джоуль обозначает работу, которую совершают силы электрического поля за 1 секунду при напряжении в 1 вольт для поддержания силы тока в 1 ампер

Дж = кг м²/с²=Вт с=В А с

Ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль

Вт = Дж / с = кг·м²/с³= H·м/с = В·А.

Кулон (Кл) — это заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за 1 с при силе тока 1 А

Кл = А с

Вольт (В) — единица измерения электрического потенциала, разности потенциалов двух точек электрического поля – электрического напряжения и электродвижущей силы (ЭДС). Разность потенциалов между двумя точками равна 1 вольту, если для перемещения заряда величиной 1 кулон из одной точки в другую над ним надо совершить работу величиной 1 джоуль. Вольт также равен электрическому напряжению, вызывающему в электрической цепи постоянный ток силой 1 ампер при мощности 1 ватт.

В = Кл  Дж = Кл  кг м²/с² = Вт/А.

Ом (Ом, Ω) — единица измерения электрического сопротивления. Ом равен электрическому сопротивлению проводника, между концами которого возникает напряжение 1 вольт при силе постоянного тока 1 ампер.

Ом = В/А

Сименс (См) — единица измерения электрической проводимости, величина обратная Ому.

1 См = 1 / Ом = А / В = кг−1·м−2·с³А².

Фара́д (обозначение: Ф, F; прежнее название — фара́да) — единица измерения электрической ёмкости. 1 фарад равен ёмкости конденсатора, при которой заряд 1 кулон создаёт между его обкладками напряжение 1 вольт:

Ф = Кл/ В = А с/В = А² с⁴/кг м² = с/Ом

Таким образом, конденсатор ёмкостью 1Ф, в идеале, может зарядиться до 1В при зарядке током 1А в течение 1 секунды. На практике же, ёмкость зависит от напряжения на обкладках конденсатора. Фарад — очень большая ёмкость для уединённого проводника. Ёмкостью 1 Ф обладал бы уединённый металлический шар, радиус которого равен 13 радиусам Солнца. Ёмкость же Земли (точнее, шара размером с Землю, используемого как уединённый проводник) составляет около 710 микрофарад.

Ге́нри (Гн) — единица измерения индуктивности. Цепь имеет индуктивность один генри, если изменение тока со скоростью 1 ампер в секунду создаёт ЭДС индукции, равную 1 вольту.

Гн = В·с·А⁻¹= кг·м²·с⁻²·А⁻²

Напряженность электрического поля () - векторная величина, характеризующая электрическое поле в точке, численно равна отношению силы, действующей на заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда. = F/q . Размерность: : В/м =Н/Кл

Ве́бер (Вб, Wb) — единица измерения магнитного потока. Изменение магнитного потока через замкнутый контур со скоростью 1 вебер в секунду наводит в этом контуре ЭДС, равную 1 вольту.

Вб = В·с = кг·м²·с⁻²·А⁻¹ = Гн·А

Те́сла (Тл) — единица измерения индукции магнитного поля, численно равная индукции такого однородного магнитного поля, в котором на 1 метр длины прямого проводника, перпендикулярного вектору магнитной индукции, с током силой 1 ампер действует сила 1 ньютон.

Тл = Вб/м² = В·с / м² = Н·А⁻¹·м⁻¹ = кг·с⁻²·А⁻¹

1 Тл = 10 000 гаусс (единица СГС)

1 В системе измерения СГС, которая широко использовалась до принятия системы СИ, было только три основных единицы: сантиметр-грамм-секунда. Её название — абсолютная физическая система единиц.

2 в таблице не показана основная единица СИ - количество вещества «моль».