电磁单位制

物理量单位制中电磁量单位的集合

物理量单位制中电磁量单位的集合。在历史上起过重要作用的电磁单位制主要有绝对静电制、绝对电磁制、高斯制、实用单位制、国际单位制等几种。

简介

基本单位为了建立一种物理量单位制，首先要选取若干个彼此独立的物理量，把这些量的单位作为基本单位。然后利用物理学方程从基本单位导出其他各种物理量的单位，称为导出单位。基本单位和导出单位一起构成了一种物理量单位制。

对于一种单位制来说,应有足够数目的基本单位,以保证能从这些基本单位得到所有的导出单位。但是，基本单位的数目应减少到最低限度，以保证单位制内部的一致性。选择何种物理量单位作为基本单位，由两方面的因素决定。首先，所选的物理量应是在物理学中起最基本作用的量。此外，所选物理量的单位应能准确地复现，并便于保存。不同单位制的差别就在于基本单位的选取方法不同。

力学量的基本单位是最重要的，一般选取长度、时间和质量（或力）3 种物理量的单位为力学量基本单位，并由此可导出所有的其他力学量单位。但是，电磁现象在原理上不能归结为力学现象，所以在单位制中还必须增加一个电磁量基本单位。从这样 4个基本单位就可导出所有的电磁量单位。

绝对静电制简称CGSE制。其中所选的长度单位为厘米(cm), 质量单位为克(g)，时间单位为秒(s)。此单位制中未明确规定电磁量基本单位，但把真空中的电学库仑定律的比例系数取为1,实际上等效于把真空介电常数ε0取作电磁量基本单位,并把其值规定为1。绝对静电制在静电学的发展中起过较大作用。其缺点是此单位制中的不少单位的量值太小或太大，不便于实用。

绝对电磁制简称 CGSM制。其中的力学量单位与CGSE制相同，但规定真空中的磁学库仑定律的比例系数为1,等效于把真空磁导率μ0取作电磁基本单位，并把其值规定为1。这种单位制较适用于磁学计算,但其中也有不少单位的量值过大或过小，使用不便。

高斯制其中的静电量单位均与CGSE制相同，磁学量单位则与CGSM制相同。此单位制的优点是静电学和静磁学的公式均较简单，大部分导出单位的量值也较适中，因此这种单位制在物理学中使用得较广泛。高斯制的缺点是在联系静电量和磁学量的公式中会出现以光速 c为因子的比例常数，使公式复杂化。

实用单位制简称为MKSA制。在工程中使用得最广泛。其中长度单位为米(m)，质量单位为千克(kg)，时间单位为秒(s),并明确规定了电磁量的基本单位为电流单位安培。这种单位制中绝大部分单位大小适中，便于实用。但采用此单位制时，真空的磁导率及介电常数均为不等于1的常数，因而一些公式显得稍为复杂。

国际单位制由于实用单位制的明显优点，1954年，第10届国际计量大会决定以实用单位制的 4个基本单位为基础，再增添热力学温度单位开尔文和发光强度单位坎德拉两个基本单位，从而构成更广泛的国际实用单位制。此种单位制在1960年的第11届国际计量大会上被正式命名为国际单位制，缩写为SI。在1971年的第14届国际计量大会上又决定，在国际单位制中再增添物质的量的单位摩尔作为第 7个基本单位。以后的各届计量大会对国际单位制中的基本单位的定义又有所修改，使之进一步完善。

国际单位制中的电学量基本单位──安培（电流单位）的定义如下：“安培 (A)是电流的单位。在真空中，截面积可忽略的两根相距 1米的无限长平行圆直导线内通以等量恒定电流时，如导线间相互作用力在每米长度上为2×10牛，则每根导线中的电流定义为1安。”这样的定义与规定真空磁导率μ0=4π×10亨/米等效（见电单位的绝对测定）。

国际单位制与其他几种单位制中的主要电磁量单位及相互关系见表。

国际单位制现已被广泛接受。中华人民共和国计量法中亦已明确规定了在中国采用国际单位制。1985年颁布的中华人民共和国法定计量单位即以国际单位制为基础制订。

参考书目

袁楠、沈平子：《电磁量的单位制和单位的复现与传递》，机械工业出版社，北京，1986。

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