電單位的絕對測定

按照定義直接從力學量基本單位導出電單位的過程。又稱電單位的定義或測定。 在國際單位制(SI)中,電學量的基本單位──安培(電流單位)是 7個獨立的基本單位之一(見電磁單位制)。電流單位的大小原則上可以任意規定。但是,在有關電磁力、電磁功率、電磁能量的公式中需引入比例常數,以保證這些公式中的電磁力、電磁功率、電磁能量等的單位與相應的力學量單位一致。

基本介紹

  • 中文名:電單位的絕對測定
  • 基本單位:安培
  • 主要方法:電流天平
  • 原理:歐姆定律
簡介,測定方法,原理,參考書目,

簡介

按照定義直接從力學量基本單位導出電單位的過程。又稱電單位的定義或測定。
在國際單位制(SI)中,電學量的基本單位──安培(電流單位)是 7個獨立的基本單位之一(見電磁單位制)。電流單位的大小原則上可以任意規定。但是,在有關電磁力、電磁功率、電磁能量的公式中需引入比例常數,以保證這些公式中的電磁力、電磁功率、電磁能量等的單位與相應的力學量單位一致。這樣的比例常數需由實驗測定,具有一定的不確定性,而且利用這些公式進行的計算也變得複雜化。因此,通常做法是把這些公式中的比例常數規定為簡單的無誤差常數,以使計算工作簡化,而電學單位就是按定義由力學量基本單位導出。例如,國際單位制中在定義電流單位安培時把真空磁導率規定為無誤差常數4π×10亨/米,而電流單位安培則可由載流導線之間的作用力導出。

測定方法

電流天平是多年來用於進行電流單位絕對測定的主要方法。用這種天平可測出兩個載流線圈之間的作用力,從而按定義復現出電流單位安培,不確定度(見電磁測量誤差)為10量級。
測定質子在磁場中旋進的旋磁比γ孡是另一種絕對測定電流單位的方法。其基本原理是測定質子在磁場中旋進時,吸收或發射的電磁波的頻率值,再把磁場的磁通密度與電流單位相聯繫,就可對電流單位進行絕對測定。這種方法雖然比較複雜,但測定準確度比電流天平更高。

原理

電壓單位絕對測定的主要方法是利用電壓天平。其原理是用天平來測量平板電容器極板間的靜電引力,由此導出極板間的電壓與力學量基本單位之間的關係。電壓天平的準確度已超過電流天平。
根據歐姆定律,電壓單位需和電阻單位相結合才能導出電流單位,所以電阻單位的絕對測定也很重要。絕對測定電阻單位的主要方法是計算電容法。
在各種絕對測定電單位的方法中,限制測定準確度提高的最主要障礙是線圈或電極的幾何尺寸不易測準。70年代以來,發展了一些減少甚至避免對幾何尺寸進行準確測量的絕對測定方法,從而使電單位的絕對測定達到了較高的準確度。

參考書目

P.維古魯:<電磁學單位與標準>,科學出版社,北京,1978。(P.Vigoureux, Units andStandards for Electromagnetism,Wykeham,1971.)

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