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1、#电磁学单位制MKSA有理制(SI制,法定单位制)高斯单位制§1.单位制和量纲一.单位制和量纲物理量:数值、单位基本量,基本单位导出量,导出单位单位制基本量和基本单位的选定——具任意性【例】:CGS制与MKS制基本相同,但基本单位不同工程上用长度.力.时间,而不用长度.质量.时间【例】:电学用CGSE制(绝对静电单位制)和MKSA制MKSA制中多一个基本量——电流强度导出量的单位的确定按物理量的定义式来规定导出量的单位。【例】:速度定义:单位为:或【例】:牛顿定律:,令k=1,单位为:系数的选择与单位制有
2、关【例】:库仑定律:MKSA制:各量已定,系数不可任选CGSE制:令k=1,确定q的单位。二.物理量的量纲任意物理量都可依照物理关系用基本量的表达式来描述。在力学中,CGS和MKS单位制的基本量都是:L,M,T.物理量Q的量纲:p,q,r——量纲指数量纲的作用单位换算:检验公式:同量纲的量和式方可“+”、“-”和“=”。##§2电磁学的单位制一.MKSA有理制——国际单位制(SI)SI——由基本单位、辅助单位和导出单位构成基本单位:m,kg,s,A,K,mol和cd.辅助单位:rad(弧度,平面角),sr
3、(球面度,立体角)。导出单位:C,V,F,Ω,S,Wb,T和H等。中华人民共和国法定单位制SI单位制词头:垓京兆千百十分厘毫微纤沙尘渺二.高斯单位制绝对静电单位制(CGSE单位制或e.s.u.)基本单位:cm,g,s.电量:由库仑定律,并令k=1,q1=q2=q,r=1cm,F=1DYN,则#(electrostaticunit)介电常数ε是个无量纲的纯数,且真空ε=1,,所以库仑定律:点电荷的场:平板电容的场:#绝对电磁单位制(CGSM单位制或e.m.u.)基本单位:cm,g,s.电流强度:由真空中两平
4、行长直载流导线的相互作用力公式令k=1,I1=I2=I,l=1cm,a=2cm,F=1dyne,得磁导率μ是个无量纲的纯数,且真空μ=1,(electromagneticunit)有专用名称的单位:磁感应强度单位:高斯,G(Gauss)磁通量单位:麦克斯韦,Mx(Maxwell)磁场强度单位:奥斯特,Oe(Oersted)(光速c=3×1010cm/s)高斯单位制(混合单位制)电学用CGSE单位制,磁学用CGSM单位制;介电常数ε和磁导率μ无量纲,真空中ε0=μ0=1;ε,μ与MKSA单位之中的εr,μr
5、数值相同。同时包含电学量和磁学量时,比例系数应由实验确定。【例】:毕-萨-拉定律:式中B=Bemu,I=Iesu。#高斯单位制只有三个基本量cm,g和s;高斯单位制中点电荷的公式简单,使用和运算方便;但在电工与电子领域的公式中,较多出现4π,计算复杂。矛盾:电感L与电容C的量纲相同高斯制公式中只有一个系数——光速cMKSA制公式中有两个系数——ε0和μ0MKSA之中,定义电流强度时引入了因子,则使之简化。§3两种单位制物理公式的转换下脚标符号:S——MKSA有理制,即SI单位制G——高斯(Gauss)单位
6、制【例】:两种单位制中的同一长度MKSA制长度单位:米,mGauss制长度单位:厘米,cm则转换关系或电磁公式转换涉及三个常数:分属MKSA制和Gauss制【例】:高斯定理的转换(可查表9-4,取单位换算系数的倒数)Gauss制End