CHƯƠNG 1 ĐƠN VỊ ĐO 1. CÁC ĐƠN VỊ CƠ HỆ SI 1. Các đơn vị cơ bản Hệ đo lường quốc tế (viết tắt SI) là hệ đo lường được sử dụng rộng rãi nhất. Nó được sử dụng trong hoạt động kinh tế, thương mại, khoa học, giáo dục và công nghệ của phần lớn các nước trên thế giới ngoại trừ Mỹ, Liberia và Myanma.
Đơn vị đo chiều dài * Mét là đơn vị đo khoảng cách, một trong 7 đơn vị cơ bản trong hệ đo lường quốc tế (SI). Định nghĩa gần đây nhất của mét bởi Viện Đo lường Quốc tế (Bureau International des Poids et Mesures) vào năm 1998 là: "khoảng cách mà ánh sáng truyền được trong chân không trong khoảng thời gian của 1 / 299 792 458 giây". Bội số Tên Kí hiệu Bội số Tên Kí hiệu 100 mét m 101 đềcamét dam 10–1 đêximét dm 102 hêctômét hm 10–2 xentimét cm 103 kilômét km 10–3 milimét mm 106 mêgamét Mm 10–6 micrômét µm 109 gigamét Gm 10–9 nanômét nm 1012 têramét Tm 10–12 picômét pm 1015 pêtamét Pm 10–15 femtômét fm 1018 examét Em 10–18 atômét am 1021 zêtamét Zm 10–21 zéptômét zm 1024 yôtamét Ym 10–24 yóctômét ym 1. Đơn vị đo khối lượng * Kilôgam (viết tắt là kg) là đơn vị đo khối lượng, một trong bảy đơn vị đo cơ bản của hệ đo lường quốc tế (SI), được định nghĩa là "khối lượng của khối kilôgam chuẩn quốc tế, làm từ hợp kim platin-iridi, được tổ chức BIPM lưu giữ trong điều kiện miêu tả theo BIPM 1998".
* Khối kilôgam tiêu chuẩn được lưu giữ tại BIMP được chế tạo từ 90% platin và 10% iridi thành một hình trụ tròn đường kính 39 mm, cao 39 mm. Đơn vị đo thời gian * Trong khoa đo lường, giây (viết tắt là s)là đơn vị đo thời gian, một trong 7 đơn vị cơ bản trong hệ đo lường quốc tế (SI). 2 * Định nghĩa quen thuộc của giây vốn là khoảng thời gian bằng 1/60 của phút, hay 1/3600 của giờ. Định nghĩa chính xác gần đây nhất của Viện Đo lường Quốc tế (Bureau International des Poids et Mesures) vào năm 1998 là: Khoảng thời gian bằng 9 192 631 770 lần chu kỳ của bức xạ điện từ phát ra bởi nguyên tử Ce 133 khi thay đổi trạng thái giữa hai mức năng lượng đáy siêu tinh vi.
Đơn vị đo cường độ dòng điện * Đơn vị đo cường độ dòng điện A được định nghĩa từ năm 1948 là dòng điện cố định, nếu nó chạy trong hai dây dẫn song song dài vô hạn có tiết diện không đáng kể, đặt cách nhau 1 mét trong chân không, thì sinh ra một lực giữa hai dây này bằng 2×10−7 niutơn trên một mét chiều dài. * 1 Ampe tương ứng với dòng chuyển động của 6,24150948 · 1018 điện tử e (1 culông) trên giây qua 1 diện tích dây dẫn. 1 Ampe = 1 culông / giây 1 A = 1 C/s Bội số Tên gọi Ký hiệu Ước số Tên gọi Ký hiệu 100 Ampe A 101 đêca Ampe daA 10–1 đêxi Ampe dA 102 héctô Ampe hA 10–2 xenti Ampe cA 103 kilô Ampe kA 10–3 mili Ampe mA 106 mêga Ampe MA 10–6 micrô Ampe µA 109 giga Ampe GA 10–9 nanô Ampe nA 1012 têra Ampe TA 10–12 picô Ampe pA 1015 pêta Ampe PA 10–15 femtô Ampe fA 1018 êxa Ampe EA 10–18 atô Ampe aA 1021 zêta Ampe ZA 10–21 zeptô Ampe zA 1024 yôta Ampe YA 10–24 yóctô Ampe yA 1. Đơn vị đo nhiệt độ: Đơn vị đo nhiệt độ độ Celsius hay Kelvin * Độ Celsius (°C hay độ C) là Đơn vị đo nhiệt độ là độ bách phân hay độ Celsius (C), có nghĩa là thang thủy ngân giữa điểm đóng băng và điểm sôi của nước nguyên chất được chia thành một trăm phần bằng nhau.
Nước sôi vì thế là 100 độ Celsius và nước đóng băng có 0 độ Celsius. Đây là đơn vị đo lường nhiệt độ của hệ mét trong sử dụng thông thường. 3 * Độ Kelvin (°K hay độ K): Mỗi độ K trong nhiệt giai Kenvin (1K) bằng một độ trong nhiệt giai Celsius (1 °C) và 0 °C ứng với 273,15K. Nhiệt độ trong nhiệt giai Kelvin đôi khi còn được gọi là nhiệt độ tuyệt đối, do 0K ứng với nhiệt độ nhỏ nhất mà vật chất có thể đạt được.
Tại 0K, trên lý thuyết, mọi chuyển động nhiệt hỗn loạn đều ngừng. Đơn vị đo lượng chất mol * Mol là một số chứa 6,023×1023 các hạt vi mô như phân tử, nguyên tử và ion. * Khối lượng mol nguyên tử của một nguyên tố là khối lượng của 1 mol (6,023×1023) nguyên tử của nguyên tố đó; khối lượng mol phân tử của một chất là khối lượng của 1 mol phân tử của chất đó; vân vân. (Số 6,023×10 23 được gọi là số Avogadro.) Thí dụ: khối lượng mol nguyên tử của oxi là 16 g; khối lượng mol phân tử của oxi là 32 g; khối lượng mol ion của hydro là 1 g.
Đơn vị đo cường độ sáng candela Candela hay còn được gọi là nến (Candle), là đơn vị đo cường độ chiếu sáng, là cường độ chiếu sáng theo một hướng cho trước của một nguồn phát ra bức xạ đơn sắc với tần số 540×1012 héc và cường độ bức xạ theo hướng đó là 1/683 oát trên một Steradian. Đơn vị đo lực * Newton (viết tắt là N) là đơn vị đo lực trong hệ đo lường quốc tế (SI), lấy tên của nhà bác học Isaac Newton. Nó là một đơn vị dẫn xuất trong SI nghĩa là nó được định nghĩa từ các đơn vị đo "cơ bản". Cụ thể lực bằng khối lượng nhân gia tốc (định luật 2 Newton).
1 Newton là lực gây ra cho một vật có khối lượng 1 kilôgam gia tốc 1 mét trên giây bình phương. Theo phương diện đại số: Một số ví dụ - 1 N là lực gây ra bởi trọng lượng so với Trái Đất của một vật có khối lượng xấp xỉ 102 g (1⁄9. - Trên bề mặt Trái Đất, một khối lượng 1 kg sinh ra một lực cỡ 9. Một khối lượng 1 kg tương ứng với 10 N là một khối lượng thường dùng trong đời sống hàng ngày và trong kỹ thuật.
- Vì Newton là một lực khá nhỏ, do đó người ta cũng thường dùng một đơn vị khác để biểu diễn lực là kilonewtons hay kN, trong đó 1 kN = 1 000 N. 4 - Trong điều kiện tiêu chuẩn, 1 tấn (1 000 kg) gây ra trọng lực là 9. Đơn vị công : * Đại lượng được đo bằng tích số của lực và quãng đường dịch chuyển của điểm đặt của lực gọi là công. * Đơn vị đo lường của công là 1 Jun (viết tắt là J) = 1Nm.
Đơn vị năng lượng * Electronvolt hay electronvôn, ký hiệu eV, là một đơn vị đo lường năng lượng được dùng nhiều trong vật lý hạt nhân và vật lý lượng tử. * 1 eV được định nghĩa là năng lượng tương đương với thế năng tĩnh điện mà một hạt tích điện dương với điện tích bằng giá trị tuyệt đối của điện tích electron có được khi nằm trong điện thế 1 V so với một điểm làm mốc điện thế nào đó. Trong SI: 1 eV = 1e.10-19 J Các bội số thường dùng là keV, MeV, GeV. * Liên hệ với tốc độ ánh sáng và khối lượng (từ công thức E = m.c2) là: Năng lượng E = 1 eV tương đương với khối lượng m=1eV/c2 = 1,8.10−36 kg Liên hệ với hằng số Boltzmann và nhiệt độ: 1eV/kB = 11604,505 K 1.
Đơn vị công suất * Đơn vị đo công suất là đơn vị đo của đại lượng vật lý công suất. Trong hệ đo lường quốc tế, đơn vị đo công suất là Watt (viết tắt là W), lấy tên theo James Watt. 1 Watt=1 J/s * Ngoài ra, các tiền tố cũng được thêm vào đơn vị này để đo các công suất nhỏ hay lớn hơn như mW, MW. Một đơn vị đo công suất hay gặp khác dùng để chỉ công suất động cơ là mã lực (viết tắt là HP): 1 HP = 0,736 kW * Trong truyền tải điện, đơn vị đo công suất hay dùng là KVA (kilô Volt Ampe): 1 KVA = 1000 VA = 1000 W Volt-Ampe, còn được viết tắt là VA, là đơn vị đo công suất dòng điện.
Nó được tính bằng cách nhân hiệu điện thế tính theo Volt với cường độ dòng điện tính 5 theo Ampere. Đơn vị này thường được sử dụng cho công suất biểu kiến của mạch điện xoay chiều. Trong mạch điện một chiều (DC), VA tương đương với Watt. Tuy nhiên trong dòng điện xoay chiều, VA thường dùng để tính công suất biểu kiến, còn Watt dùng để tính công suất thực.
Trên cùng một mạch điện xoay chiều, công suất biểu kiến thường có độ lớn lớn hơn công suất thực; ví dụ trong bộ lưu điện (UPS), một VA công suất biểu kiến có thể tương đương với khoảng 1,6 Watt công suất thực (hệ số công suất lúc đó là 1/1,6 = 0,625). Khi thêm các tiền tố SI, chúng ta có các đơn vị như: kVA = 1.000 VA (tiền tố M nghĩa là mega) Đơn vị kVA thường được sử dụng trong công nghiệp để tính công suất truyền tải điện năng của các máy biến thế. CÁC ĐƠN VỊ ĐIỆN HỆ SI 2. Các đơn vị của dòng điện và điện tích * Cường độ dòng điện - Cường độ dòng điện qua một bề mặt được định nghĩa là lượng điện tích di chuyển qua bề mặt đó trong một đơn vị thời gian.
Nó thường được ký hiệu bằng chữ I. Trong hệ SI, cường độ dòng điện có đơn vị ampe. - Cường độ dòng điện trung bình trong một khoảng thời gian được định nghĩa bằng thương số giữa điện lượng chuyển qua bề mặt được xét trong khoảng ∆𝑄 thời gian đó và khoảng thời gian đang xét: 𝐼𝑡𝑏 = ∆𝑡 Trong đó : I tb là cường độ dòng điện trung bình, đơn vị là A (ampe) ΔQ là điện lượng chuyển qua bề mặt được xét trong khoảng thời gian Δt, đơn vị là C (coulomb) Δt là khoảng thời gian được xét, đơn vị là s (giây) Khi khoảng thời gian được xét vô cùng nhỏ, ta có cường độ dòng điện tức thời: I = dQ/dt * Mật độ dòng điện - Một cách tổng quát, mật độ dòng chảy bất kỳ là cường độ dòng qua đơn vị diện tích mặt cắt vuông góc với dòng đó, với dòng có thể là dòng điện, dòng nước,. Đối với dòng điện, mật độ dòng được gọi là mật độ dòng điện.
6 - Cường độ dòng tổng quát liên hệ với mật độ dòng tổng quát trên một bề mặt bất kỳ qua công thức: ∅ = 𝑗. 𝐴 với: φ là cường độ dòng. Nếu dòng là dòng điện, nó đo bằng ampe A diện tích mà dòng đi qua, đo bằng mét vuông j là mật độ dòng.