Рубрика: Единицы измерения


Фарад — единица измерения электрической емкости, обозначается Ф или F. Ранее данную единицу было принято называть Фарада.

1Ф равен ёмкости, при которой заряд в 1 кулон (Кл)создаёт между обкладками конденсатора напряжение 1 вольт (В).

Ф = Кл/В

Единица измерения фарад названа в честь английского физика Майкла Фарадея.

Хозяйке на заметку:

Фарад — достаточно большая ёмкость. Ёмкостью 1 фарад обладал бы шар, радиус которого был бы равнозначен 13 радиусам Солнца. К примеру, ёмкость уединенного  шара размером Землю составляет всего около 700 микрофарад.

Ом (обозн.Ом?) — это единица измерения электрического сопротивления в СИ. 1 Ом равен электрическому сопротивлению проводника Q, между концами которого возникает напряжение в  1 В  при силе постоянного тока 1 А.

Несмотря на то что в Юникоде и присутствует значок ома (?, Ohm sign, U+2126), но его обозначением является заглавная греческая буква омега (?, U+03A9). Эти два символа должны быть неразличимы с точки зрения пользователя.

При вычислениях,  следует обращать свое внимание на возможную путаницу между Ом и 0 м (так,  Ом и 0 м (метров) — совершенно разные величины) и между 0 и ?.

Единица электрического сопротивления названа в честь немецкого учёного Георга Симона Ома.

Кулон в качестве единицы количества электричества (элект­рического заряда) принят в числе первых электротехнических единиц на I Международном конгрессе электриков в 1881 г. Он определяется как количество электричества, проходящее через поперечное сечение проводника за 1 с при силе тока, равной 1 А. (..далее)

Ампер — единица электрического тока, получившая название по имени основателя электродинамики А.-М. Ампера, принята на парижском I Международном конгрессе электриков в 1881 г.

В современной редакции ампер — это сила постоянного тока, который, приходя по двум параллельным прямолинейным проводам бесконечной длины и ничтожно малого сечения, рас­положенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вы­зывал бы между ними силу взаимодействия, равную 2 ? 10″ 7 Н на каждый метр длины.

Реальные эталоны силы тока создают­ся по принципу измерения силы притяжения двух стандарт­ных катушек с помощью специальных токовых весов.

I=U/R

Вольт (обозначение: ВV) — единица измерения электрического напряжения в системе СИ.

Вольт — единица электрического напряжения, разности электрических потенциалов, электродвижущей силы получила наименование в честь А. Вольты в 1881 г. на I Международном конгрессе электриков. Тогда же были приняты единицы силы тока и сопротивления, т. е. ампер и ом.

По определению вольт — электрическое напряжение на участ­ке электрической цепи с постоянным током силой 1 А, в ко­тором затрачивается мощность 1 Вт.

Вольт определён как разница потенциалов на концах проводника, рассеивающего мощность в один ватт при силе тока через этот проводник в один ампер. Отсюда, базируясь на единицахСИ, получим м? · кг · с-3 · A-1, что эквивалентно джоулю энергии на кулон заряда, J/C.

\mbox{V} = \dfrac{\mbox{W}}{\mbox{A}} = \dfrac{\mbox{J}}{\mbox{C}} = \dfrac{\mbox{m}^2 \cdot \mbox{kg}}{\mbox{s}^{3} \cdot \mbox{A}}

Попытки первых серьезных исследований в области элект­ричества предпринял английский врач и физик Уильям Гиль­берт (1544— 1603). Он впервые ввел термин «электричество», установил возможность электризации ряда других материа­лов, кроме янтаря. Позднее еще несколько исследователей пы­тались использовать электростатические заряды для электро­лечения, но успеха не имели.

Следующий крупный шаг на пути изучения электричества сделал итальянец Луиджи Гальвани (1737—1798). Он учился в Болонском университете, занимался богословием, физиоло­гией, заведовал кафедрой практической анатомии и гинеколо­гии. С целью отыскания средств для лечения нервов и мышц Гальвани длительное время изучал влияние статического электричества на живую ткань. По результатам работ в 1791 г. был опубликован «Трактат о силах электричества при мышеч­ном сокращении». Автор не претендовал на ценность резуль­татов в силу своей некомпетентности и предлагал ознакомить­ся с проделанной работой всех желающих, «которыеобычно на­ходят удовольствие в познании начала и сути вещей, заклю­чающих в себе нечто новое». Скромное заключение!

Не вдаваясь в подробности более чем десятилетних опытов настойчивого исследователя, следует обратить внимание на достигнутые результаты. Сначала Гальвани удалось создать чувствительный «прибор», реагирующий на статическое элект­ричество. Им оказалась свежепрепарированная лапка лягуш­ки — ее мышцы резко сокращались, когда к бедренному нер­ву подключали электростатическую машину. Такая же реак­ция отмечалась, когда к нерву и лапке прикасались двумя соединенными между собой разнородными металлическими проводниками. И, наконец, лапка дергалась во время грозо­вых разрядов, если одна из ее оконечностей была заземлена, а к нерву прикасался длинный провод.

Последний эффект особого внимания исследователя не привлек, а зря. Непроизвольно был создан первый биологи­ческий приемник электромагнитных излучений. Только через 100 лет в 1894 г. английский физик Оливер Лодж применил для регистрации электромагнитных волн когерер, который позднее использовал А. С. Попов при создании первого в мире радиоприемника.

Вздрагивание лапки лягушки при присоединении к ней раз­нородных металлических проводников Гальвани объяснил прохождением тока через проводник за счет электричества, находящегося в самой лапке, которое он называл «животным электричеством». Объяснение, довольно туманное для пони­мания даже в наше время (хотя о биоэлектричестве сейчас хорошо известно), вызвало бурю негодования соотечествен­ника исследователя Алессандро Вольты, который объявил Гальвани шарлатаном. Разразился, что называется, хороший скандал. В конце концов Гальвани удалось добиться гораздо менее заметного сокращения мышц без применения металли­ческих предметов путем соприкосновения бедренного нерва лягушки с самой мышцей. Так было доказано существование биоэлектричества, хотя оно и не было признано.

Только с пятидесятых годов текущего века начали приме­няться приборы для регистрации функций мозга (электро­энцефалографы) , сердца (кардиографы) и других органов. Несколько позже появились различные электрические стиму­ляторы деятельности пораженных болезнью органов. Сейчас на повестке дня стоит вопрос о массовом применении электро­стимуляторов. Например, полагают, что медикам придется вживлять около 200 стимуляторов деятельности сердца на миллион жителей.

Вторым источником электричества, с которым пришлось столкнуться человеку, были рыбы. Сейчас известно, что из 20 тыс. известных видов рыб около 300 обладают электроге-незом, т. е. свойством генерировать электричество в живых тканях. Они большей частью обитают в реках и океанах тро­пического пояса Земли. Электрический угорь способен созда­вать напряжение до 1200 В и ток до 1,2 А. Электрические сомы и американские звездочеты генерируют напряжение до 40 … 60 В и ток до 50 … 60 А. Электрический скат, даже при слабом движении в воде, создает напряжение более 400 В*. Мощные разряды крупных особей электрических рыб губи­тельны для животных средних размеров и представляют боль­шую опасность для человека. Необходимо отметить, что и размеры этих рыбок довольно впечатляющи. Скаты, напри­мер, достигают длины 1,8 м при массе до 90 кг, а угри — 2м при массе до 20 кг.

Некоторые из «сильноэлектрических» рыб являются дели­катесными. Хитроумные жители бассейна Амозонки ориги­нально решили проблему техники безопасности. Сначала в реку загонялось стадо коров, которые тут же с ревом вылета­ли обратно, а затем «разряженные» рыбы отлавливались под­ручными средствами.

До нас дошли сведения, что древние греки и древние рим­ляне успешно занимались современным способом лечения — электротерапией. Электрический скат или угорь вместе с па­циентом помещались в бочку с водой. Надо полагать, эффект был потрясающей!

Говоря о знакомстве человека с электричеством, многие авторы утверждают, что электризация янтаря (древнегречес­кое название янтаря — электрон) была известна в V в. до но­вой эры ученикам грека Фалеса Милетского, который счита­ется основателем античной и вообще европейской филосо­фии и науки. Приведенное утверждение, конечно, далеко от истины. Правильнее было бы сказать: тогда греки научились создавать электрические заряды. История знакомства челове­ка с электричеством насчитывает многие тысячелетия. Все на­чалось с атмосферного электричества — линейной и шаровой молний. Последняя, правда, наблюдается довольно редко. Молнии приносили много бед, но они стали практически единст­венным источником огня для наших далеких предков. Первое жаркое, первые печеные овощи, жареные плоды и орехи они несомненно отведали в сгоревших лесах и кустарниках. Труд и огонь создали человека. На заре существования человечес­кого общества задача сохранения огня была равносильна за­даче сохранения жизни. Таким образом, можно считать, что электричество в определенном смысле «виновато» в появле­нии человека на Земле.

Наиболее благоприятные условия для образования грозо­вых туч создаются на побережьях экваториальных стран. Как раз в этих местах и обнаружены наиболее древние признаки обитания человека. Самое грозовое место на земном шаре — остров Ява. Там молнии сверкают 300 дней в году.

Заряд, накопленный облаком, обычно не превышает 50 Кл, напряжение может достигать сотен миллионов вольт, ток в канале ствола молнии составляет десятки и сотни тысяч ампер, а время разряда — микросекунды. Энергия, накопленная в облаке, достаточно мала. Ее может хватить только на обеспече­ние работы современного телевизора в течение минуты. Одна­ко очень мало и время разряда. Поэтому мощность разряда достигает десятков миллионов киловатт. Температура в кана­ле молнии достигает 30 000° С. Таков «портрет» первой «за­жигалки» наших предков.

Измерение температуры тройной точки воды — задача тех­нически доволно сложная. Поэтому в качестве репера она бы­ла утверждена только в 1954 г. на X Генеральной конферен­ции по мерам и весам. Единица измерения температуры полу­чила название «градус Кельвина», а затем переименована в кельвин на XIII конференции (1967). (..далее)

Многие детали устройств: усилительные приборы, резисто­ры, трансформаторы и т. д., сами являются тепловыделяющи­ми. Сложился порочный круг. Параметры всех деталей и при­боров меняются, но аппаратура должна работать. Ответ извес­тен: нужно вводить строгую регламентацию на условия экс­плуатации изделий. В технических данных для каждого изде­лия обязательно оговаривается допустимая температура окру­жающей среды. Общее представление о допустимой темпера­туре окружающей среды для элементной базы радиоэлектрон­ной аппаратуры широкого применения можно составить из таблицы.

Элемент t °С

МИН’ ^

‘ макс ,°с
Резистор -60 +125 .. . 155
Конденсатор -10…60 +60.. . 150
Кинескоп -60 +70. . .85
Электронная лампа -60 +100. . . 125
Транзистор -40… 60 +70 .. . 125
Трансформатор -60 +70 .. .85
Переключатель -5 … 60 +60.. .85

(..далее)