國際單位制 (SI Units) – 型別和優勢

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在電氣和電子工程中，我們必須處理可測量的量。因此，作為電氣工程師，我們必須使用所有專業人員都能理解的標準語言進行交流，無論測量是在哪個國家進行。

在本文中，我們將學習國際單位制、SI單位的型別以及SI系統的優缺點。

什麼是國際單位制？

國際單位制，縮寫為SI單位，是米制系統的現代形式。它是科學和工程中最廣泛使用的測量系統。國際單位制於1960年被國際計量大會採用。

國際單位制由七個基本單位組成。每個基本單位代表不同型別的物理量。從七個基本單位可以匯出其他幾個測量單位。SI單位在電氣和電子工程中常用。

SI單位及其定義

國際單位制的七個基本單位如下所述。

米

米是長度的SI單位。它用字母m表示。一米定義為光在真空中在1/299,792,458秒的時間間隔內傳播的路徑長度。

千克

千克是質量的SI單位。它用kg表示。一kg定義為儲存在巴黎國際計量局的鉑銥合金圓柱體的質量。它最初定義為1升純水的質量。

秒

秒是時間的SI單位。它用s表示。一秒定義為銫-133原子兩個能級之間躍遷產生的輻射完成9,192,631,770個週期的所需時間。

開爾文

開爾文是熱力學溫度的SI單位。它用符號K表示。一個開爾文定義為純水三相點熱力學溫度的(1/273.16)。

安培

安培是電流的SI單位。它用符號A表示。一安培定義為透過兩根相隔1米且放置在真空中的無限長平行導線，並承受2 × 10^-7 N力的電流。

一安培也可以定義為一秒鐘內經過某一點的1庫侖電荷(6.24 × 10¹⁸個電子的電荷)。

坎德拉

坎德拉是發光強度的SI單位。它用符號cd表示。一坎德拉定義為光源在給定方向上的發光強度，該光源發出頻率為540 THz（太赫茲）的單色輻射，並且在同一方向上的輻射強度為1/683瓦特每球面度。

摩爾

摩爾是物質的量的SI單位。它用mol表示。一摩爾定義為含有6.02214076 × 10²³個粒子的物質的量。

SI單位的分類

SI單位可以分為以下三類：

• 基本單位
• 補充單位
• 匯出單位

基本單位

獨立且與任何其他單位無關的SI單位稱為基本單位。國際單位制有七個基本單位，如下表所示：

基本單位	物理量	單位符號
米	長度	m
千克	質量	kg
秒	時間	s
安培	電流	A
開爾文	熱力學溫度	K
坎德拉	發光強度	cd
摩爾	物質的量	mol

補充單位

國際單位制有兩個補充單位，如下表所示：

補充單位	物理量	描述
弧度 (rad)	平面角	一弧度定義為圓心處張成的平面角，該平面角擷取的弧長等於圓的半徑。
球面度 (sr)	立體角	一球面度定義為球心處張成的立體角，該立體角所擷取的面積等於球半徑的平方。

匯出單位

從基本單位匯出的或可以用基本單位表示的SI測量單位稱為匯出單位。在科學和工程中，有許多匯出單位，不可能在一篇文章中列出所有匯出單位。但是，下表顯示了一些重要的物理量的匯出單位：

物理量	單位	單位符號
電荷	庫侖	C
速度	米每秒	m/s
加速度	米每平方秒	m/s2
密度	千克每立方米	kg/m3
體積	立方米	m3

SI系統的優點

以下是使用SI單位制的主要優點：

• SI系統是一個通用的單位系統。因此，它幾乎在世界每個國家都使用。

• SI系統是一個米制系統，這意味著在這個系統中，數量可以用10的指數表示。

• 它是一個絕對單位制。

• SI單位制為特定物理量只分配一個單位。因此，它是一個合理的單位系統。

• 它是一個相干的單位系統，即它有一套基本單位，所有其他單位都可以從中匯出。