Geleneksel elektrik ünitesi - Conventional electrical unit
Bir konvansiyonel elektrikli birimi (ya da geleneksel bir birim belirsizlik riski yoktur) a, ölçüm birimi alanında elektrik olarak adlandırılan, "geleneksel değerler" dayanmaktadır Josephson sabit , von Klitzing sabiti tarafından kabul Uluslararası Ölçüler ve Komitesi , 1988 yılında (CIPM), hem de S ν Cs tanımlamak için kullanılan ikinci . Bu birimler ölçek olarak karşılık gelen SI birimlerine çok benzer , ancak sabitler için kullanılan farklı değerler nedeniyle özdeş değildir. 1 Ocak 1990'da uluslararası kullanıma girdiklerinde , sembolün italik yazı tipi olarak ayarlanması ve bir alt simge "90" - örneğin, geleneksel voltta V 90 sembolü vardır - ekleyerek karşılık gelen SI birimlerinden ayırt edilirler .
Bu sistem, ölçümlerin hassasiyetini artırmak için geliştirilmiştir: Josephson ve von Klitzing sabitleri büyük bir hassasiyet, tekrarlanabilirlik ve kolaylıkla gerçekleştirilebilir ve e ve h evrensel sabitleri açısından tam olarak tanımlanır . Geleneksel elektrik birimleri, pratik ölçüm amaçları için "doğal" temel fiziğin kullanılmasına yönelik önemli bir adımı temsil eder. SI birim sistemine paralel olarak uluslararası bir standart olarak kabul görmüştür ve hem mühendislik hem de endüstride fizik topluluğu dışında yaygın olarak kullanılmaktadır. SI'da olduğu gibi fizikte kullanılan tüm boyutlar için birimleri tanımlamak için c sabitinin eklenmesi gerekecektir.
SI sistemi, 29 yıl sonra eşdeğer tanımlara geçiş yaptı, ancak sabitlerin değerleri eski SI birimleriyle daha kesin bir şekilde eşleşecek şekilde tanımlandı. Sonuç olarak, geleneksel elektrik birimleri karşılık gelen SI birimlerinden biraz farklıdır ve şimdi tam olarak tanımlanmış oranlara sahiptir.
Tarihsel gelişim
Son yarım yüzyılda, ölçüm birimlerinin hassasiyetini ve faydasını artırmak için birkaç önemli adım atılmıştır:
- 1967'de, 13. Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı (CGPM) , Uluslararası Birimler Sistemindeki atomik zamanın ikincisini , 9. 192 631 770 , iki arasındaki geçişe karşılık gelen radyasyon süreleri aşırı ince sezyum-133 atomunun temel durum seviyelerinde.
- 1983'te on yedinci CGPM, sayacı saniye ve ışık hızı açısından yeniden tanımladı ve böylece ışık hızını tam olarak sabitledi. 299 792 458 m / sn .
- 1988'de CIPM, Josephson sabiti için geleneksel değerlerin tam olarak K J-90 = 483 597 .9 x 10 9 Hz / V ve tam olarak von Klitzing sabiti R K-90 = 25 812 .807 Ω 1 Ocak 1990 itibariyle.
- 1991'de on sekizinci CGPM, Josephson sabiti ve von Klitzing sabiti için geleneksel değerleri kaydetti.
- 2000 yılında CIPM , bir referans direnç standardı oluşturmak için kullanılacak olan R K-90 değeriyle kuantum Hall etkisinin kullanımını onayladı .
- 2018'de yirmi altıncı CGPM , SI temel birimlerinin 2019'da yeniden tanımlanmasıyla Josephson ve von Klitzing sabitlerinin geleneksel değerlerini ortadan kaldırmaya karar verdi .
Tanım
Geleneksel elektrik birimleri, sezyum-133 aşırı ince geçiş frekansı , Josephson sabiti ve von Klitzing sabitinin tanımlanmış değerlerine dayanmaktadır ; ilk ikisi, zamanın ve elektromotor kuvvetinin çok hassas bir pratik ölçümüne izin verir ve sonuncusu, çok hassas bir uygulamaya izin verir. elektrik direncinin ölçülmesi .
| Sabit | Geleneksel kesin değer (CIPM, 1988; 2018'e kadar) |
Ampirik değer (SI birimlerinde) (CODATA, 2014) |
Tam değer (SI birimleri, 2019) |
|---|---|---|---|
| 133 Cs aşırı ince geçiş frekansı | Δ ν ( 133 Cs) hfs = 9. 192 631 770 Hz | Δ ν ( 133 Cs) hfs = 9. 192 631 770 Hz | |
| Josephson sabiti | K J-90 = 483 597 .9 GHz / V | K J = 483 597 ,8525 (30) GHz / V | K J = 2 × 1.602 176 634 × 10 −19 C / 6.626 070 15 × 10 −34 J⋅s |
| von Klitzing sabiti | R K-90 = 25 812 .807 Ω | R K = 25 812 0,807 4555 (59) Ω | R K = 6.626 070 15 × 10 −34 J⋅s / ( 1.602 176 634 × 10 −19 C ) 2 |
- Geleneksel volt , V 90 , Josephson sabiti K J-90'ın tanımlanmış değeri kullanılarak bir Josephson etki standardına karşı ölçülen elektromotor kuvvetidir (veya elektrik potansiyeli farkı) ; yani K J = 483 597 .9 GHz / V 90 . Josephson voltaj standardına bakın .
- Geleneksel ohm , Ω 90 , von Klitzing sabiti R K-90 tanımlı değeri kullanılarak kuantum Hall etkisi standardına karşı ölçülen elektrik direncidir ; yani, R K = 25 812 0,807 Ω 90 .
- Diğer geleneksel elektrik birimleri, aşağıdaki dönüştürme tablosunda olduğu gibi, SI'nın birimlerine paralel olan birimler arasındaki normal ilişkilerle tanımlanır.
SI birimlerine dönüştürme
| Birim | Sembol | Tanım | SI ile ilgili | SI değeri (CODATA 2014) | SI değeri (2019) |
|---|---|---|---|---|---|
| geleneksel volt | V 90 | yukarıyı görmek | K J-90 / K J V | 1.000 000 0983 (61) V | 1.000 000 106 66 ... V |
| geleneksel ohm | Ω 90 | yukarıyı görmek | R K / R K-90 Ω | 1.000 000 017 65 (23) Ω | 1.000 000 017 79 ... Ω |
| geleneksel amper | Bir 90 | V 90 / Ω 90 | K J-90 / K J ⋅ R K-90 / R K Bir | 1.000 000 0806 (61) bir | 1.000 000 088 87 ... bir |
| geleneksel kulomb | C 90 | s ⋅ bir 90 = s ⋅ V 90 / Ω 90 | K J-90 / K J ⋅ R K-90 / R K C | 1.000 000 0806 (61) Cı- | 1.000 000 088 87 ... C |
| geleneksel watt | W 90 | Bir 90 V 90 = V 90 2 / Ω 90 |
( K J-90 / K J ) 2 ⋅ R K-90 / R K W |
1.000 000 179 (12) Beyaz | 1.000 000 195 53 ... W |
| geleneksel farad | F 90 | C 90 / V 90 = s / Ω 90 | R K-90 / R K F | 0.999 999 982 35 (23) F | 0.999 999 982 20 ... F |
| geleneksel Henry | H 90 | s ⋅ Ω 90 | R K / R K-90 H | 1.000 000 017 65 (23) H | 1.000 000 017 79 ... saat |
2019 SI temel birimlerinin yeniden tanımlanması, tüm bu birimleri K J , R K ve Δ ν C'lerin sayısal değerlerini tam olarak sabitleyecek şekilde tanımlar , ancak ilk ikisinin değerleri geleneksel değerlerden biraz farklıdır. Sonuç olarak, bu geleneksel birimlerin tümü, yeniden tanımlanmış SI birimleri açısından bilinen kesin değerlere sahiptir. Bu nedenle, geleneksel değerleri korumanın hiçbir doğruluk yararı yoktur.
Ayrıca bakınız
Referanslar
- Mohr, Peter J .; Taylor, Barry N .; Newell, David B. (2008). "Temel Fiziksel Sabitlerin CODATA Önerilen Değerleri: 2006" (PDF) . Modern Fizik İncelemeleri . 80 (2): 633–730. arXiv : 0801.0028 . Bibcode : 2008RvMP ... 80..633M . doi : 10.1103 / RevModPhys.80.633 . 1 Ekim 2017 tarihinde orjinalinden (PDF) arşivlendi .