Prehľad najdôležitejších elektrických veličín a ich jednotiek
S činnosťou človeka v akejkoľvek oblasti je úzko späté meranie. Potrebujeme kvantifikovať javy a procesy, poznať množstvo, porovnávať veci, veličiny, zisťovať hodnoty, jednoducho merať. Na základe nameraných hodnôt robíme dôležité závery, zisťujeme a hodnotíme stav, posudzujeme výkon, robíme prognózy, korigujeme správanie, regulujeme, riadime, atď. Meranie – je súbor experimentálnych úkonov (operácií), ktorými zisťujeme hodnotu meranej veličiny.
Merané elektrické veličiny delíme na :
- aktívne
- pasívne
K tým veličinám, patria napr. elektrický prúd, elektrické napätie, elektrický odpor, vlastná a vzájomná indukčnosť, kapacita, výkony, elektrická práca, frekvencia a iné. Meranie týchto veličín nebude samoúčelné, ale často bude spojené so zisťovaním vlastností elektrických a elektronických súčiastok a zariadení ako sú napr. meracie prístroje, rezistory, cievky, kondenzátory, rezonančné obvody, polovodičové súčiastky, napájacie zdroje, transformátory, motory a pod. Pri meraní sa občas nevyhneme aj meraniu neelektrických veličín napr. čas, dĺžka, hmotnosť, osvetlenie Pri meraní často budete používať meracie prístroje, pomocné zariadenia a meracie metódy. Meracia metóda je použitý spôsob merania a každá meracia metóda je založená na určitom princípe. Druhy meracích metód:
- priame – hodnota meranej veličiny sa získava priamo z meracieho prístroja, ktorý je na to určený
- nepriame – hodnota meranej veličiny sa získava pomocným výpočtom pomocou nameraných hodnôt iných veličín
Fyzikálna veličina – fyzikálny pojem, ktorý vyjadruje merateľné vlastnosti javov. Každá fyzikálna veličina má svoj názov a na jej označovanie používame dohodnuté symboly napr. elektrický prúd – I. Fyzikálna veličina sa vyznačuje tým, že nadobúda určitú veľkosť – hodnotu. Veľkosť fyzikálnych veličín vyjadrujeme vzťahom:
V = Č. J
kde
V – symbol fyzikálnej veličiny,
Č – číslo, ktoré udáva pomer medzi veľkosťou fyzikálnej veličiny a veľkosťou jednotky,
J – symbol jednotky fyzikálnej veličiny.
Príklad:
I = 100. mA = 100 mA
(znamienko násobenia sa spravidla vynecháva)
Zákonné meracie jednotky
Jednotka fyzikálnej veličiny je vhodne zvolená referenčná (dohodou stanovená) veľkosť tejto veličiny, ktorá slúži na vyjadrovanie veľkosti veličín rovnakého druhu (veličinu porovnávame s jej jednotkou). Aj jednotky podobne ako fyzikálne veličiny majú názvy a označujú sa symbolmi napr. Ampér – A. Používame zákonné meracie jednotky, ktorými sú jednotky Medzinárodnej sústavy jednotiek SI. Zákonné meracie jednotky sú ustanovené Vyhláškou č. 206 zo 16. júna 2000 Úradu pre normalizáciu, metrológiu a skúšobníctvo Slovenskej republiky o zákonných meracích jednotkách.
Patria k nim:
- základné jednotky SI – pozri tab. č. 1.1
- odvodené jednotky SI – získavajú sa zo základných jednotiek SI použitím rovnice, ktorou sa definuje príslušná odvodená veličina. Príklad odvodenia odvodenej jednotky:
[Q] = [ I ] . [ t ] = A.s = C
Väčšina odvodených jednotiek má osobitný názov (Volt), ale sú aj také ktoré ho nemajú (V.m-1). Každú odvodenú jednotku je možné vyjadriť pomocou súčinu mocnín základných jednotiek SI. Toto vyjadrenie nazývame rozmer jednotky (napr. rozmer jednotky sily):
N = kg.m.s-2)
Ak je odvodená jednotka vyjadrená ako zlomok, jej násobky možno vyjadriť pripojením predpony k jednotkám v čitateli alebo v menovateli alebo v obidvoch napr. (kV/mm). Prehľad odvodených jednotiek najdôležitejších elektrických veličín je v tab. č. 1.2.
- násobky jednotiek SI – vytvárajú sa násobením základných jednotiek SI mocninou s dekadickým základom. Názov násobku jednotky vznikne pridaním príslušnej predpony k názvu jednotky. Symbol násobku jednotky sa vytvorí spojením symbolu predpony a symbolu jednotky. Napr. symbol násobku mili = m, symbol jednotky elektrického prúdu = A, teda symbol násobku miliampér = mA. Pre elektrické veličiny používame prednostne násobky uvedené v tab. č. 1.3. tab. č. 1.1 – Základné jednotky SI
| Fyzikálna veličina | Základná jednotka | Symbol jednotky | Definícia základnej jednotky |
|---|---|---|---|
| dĺžka | meter | m | metre je dĺžka dráhy, ktorú prejde svetlo vo vákuu za 1/299 729 458 sekundy |
| hmotnosť | kilogram | kg | kilogram je hmotnosť medzinárodného prototypu kilogramu uloženého v Medzinárodnom úrade pre miery a váhy |
| čas | sekunda | s | sekunda je čas trvania 9 192 631 770 periód žiarenia, ktoré zodpovedá prechodu medzi dvoma hladinami veľmi jemnej štruktúry základného stavu atómu cézia 123 Cs |
| elektrický prúd | ampér | A | ampér je stály elektrický prúd, ktorý pri prechode dvoma priamymi rovnobežnými, nekonečne dlhými vodičmi, zanedbateľného kruhového prierezu, umiestnenými vo vákuu vo vzájomnej vzdialenosti 1m, vyvolá medzi nimi silu 2.10-7 N na 1 meter dĺžky vodičov |
| termodynamická teplota | kelvin * | K | kelvin je 1/273,16 časť termodynamickej teploty trojného bodu vodu |
| látkové množstvo | mol | mol | mol je látkové množstvo sústavy, ktorá obsahuje práve toľko elementárnych jedncov (entít), koľko je atómov v 0,,12 kg uhlíka 12c |
| svietivosť | kandela | cd | kandela je svietivosť zdroja, ktorý v danom smere vysiela monochromatické žiarenie frekvencie 540.1012 Hz a ktorého žiarivosťv tomto smere je 1/683 wattu na steradián |
* – Okrem termodynamickej teploty T sa používa aj teplota podľa Celzia t. Jednotkou teploty podľa Celzia je stupeň Celzia, symbol oC. Teplota podľa Celzia t je rozdiel t = T – T0 medzi dvoma termodynamickými teplotami T a T0, kde T0 = 273,15 K.
tab. č. 1.2 – Prehľad najdôležitejších odvodených elektrických veličín a ich jednotiek
tab. č. 1.3 – Niektoré násobky jednotiek SI
| Násobok | 103 | 106 | 109 | 1012 | 10-3 | 10-6 | 10-9 | 10-12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Názov predpony | kilo | mega | giga | tera | mili | mikro | nano | piko |
| Symbol predpony | k | M | G | T | m | µ | n | p |
Okrem vyššie uvedených jednotiek vyhláška dovoľuje aj používanie iných jednotiek napr.:
- Dekadické násobky jednotiek SI s osobitným názvom (liter, tona, bar)
- Jednotky definované na základe jednotiek SI, ktoré nie sú dekadickými násobkami jednotiek SI napr. jednotky času – minúta (min), hodina (h), deň (d), a jednotky pre rovinný uhol – stupeň (º), minúta (‘), sekunda(“),
- Jednotky, ktorých hodnoty sa získali experimentálne – elektrónvolt (eV)
- Jednotky, ktoré možno používať iba v určených oblastiach – napr. dioptria, ár, hektár, ...
Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok a chceli by ste sa o to podeliť s viac ako 250.000 čitateľmi? Tak neváhajte a dajte nám vedieť, radi ju uverejníme a to vrátane obrazových a video príloh. Rovnako uvítame aj autorov teoretických článkov, či autorov zaujímavých videí z oblasti elektroniky / elektrotechniky.
Kontaktujte nás!
