电磁学单位制.ppt

电磁学单位制1.MKSA有理制有理制（（SI制，法定单位制）制，法定单位制）2.高斯单位制高斯单位制§1. §1. 单位制和量纲单位制和量纲一一. 单位制和量纲单位制和量纲 物理量：物理量：数值、单位数值、单位基本量，基本单位基本量，基本单位导出量，导出单位导出量，导出单位单位制单位制1.基本量和基本单位的选定基本量和基本单位的选定——具任意性具任意性【【例例】】：： CGS制制与与MKS制制基本相同，但基本单位不同基本相同，但基本单位不同工程上用长度工程上用长度.力力.时间时间, 而不用长度而不用长度.质量质量.时时间间【【例例】】：：电学用电学用CGSE制制（绝对静电单位制）和（绝对静电单位制）和MKSA制制MKSA制制中中多一个基本量多一个基本量——电流强度电流强度2.导出量的单位的确定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按物理量的定义式来规定导出量的单位例例】】：：速度定义：速度定义：单位为：单位为：或或【【例例】】：：牛顿定律：牛顿定律：，令，令k =1，，单位为：单位为：v 系数的选择与单位制有关系数的选择与单位制有关【【例例】】：：库仑定律：库仑定律：MKSA制：制：各量已定，系数不可任选各量已定，系数不可任选CGSE制：制： 令令k =1，，确定确定q 的单位。

的单位二二. 物理量的量纲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，在力学中，CGS和和MKS单位制的基本量都是：单位制的基本量都是：L, M, T.物理量物理量Q的量纲：的量纲：p, q, r —— 量纲指数量纲指数v 量纲的作用量纲的作用1.单位换算：单位换算：2.检验公式：同量纲的量和式方可检验公式：同量纲的量和式方可“+”、、“-”和和“=”#§2 §2 电磁学的单位制电磁学的单位制一一. MKSA有理制有理制 —— 国际单位制国际单位制(SI)1.SI —— 由由基本基本单位、单位、辅助辅助单位和单位和导出导出单位构成单位构成 基本单位：基本单位：m , kg , s , A , K , mol 和和 cd . 辅助单位：辅助单位：rad（（弧度，平面角），弧度，平面角）， sr（（球面度，立体角）球面度，立体角）导出单位：导出单位：C , V , F , Ω , S , Wb , T 和和 H 等中华人民共和国法定单位制中华人民共和国法定单位制2.SI单位制词头：单位制词头： 垓垓 京京 兆兆 千千 百百 十十 分分 厘厘 毫毫 微微 纤纤 沙沙 尘尘 渺渺二二. 高斯单位制高斯单位制1.绝对静电单位制（绝对静电单位制（CGSE单位制或单位制或 e.s.u.））基本单位：基本单位：cm , g , s . 电量：电量：由库仑定律，由库仑定律， 并令并令k =1, q1= q2= q , r=1cm , F=1DYN, 则则#(electrostatic unit)介电常数介电常数ε是个无量纲的纯数，是个无量纲的纯数，且真空且真空ε= 1，，所以，所以库仑定律：库仑定律：点电荷的场：点电荷的场：平板电容的场：平板电容的场：#2.绝对电磁单位制（绝对电磁单位制（CGSM单位制或单位制或 e.m.u.）） 基本单位：基本单位：cm , g , s . 电流强度：电流强度：由真空中两平行长直载流导线的相互作用力公式由真空中两平行长直载流导线的相互作用力公式令令k=1, I1=I2=I, l=1cm, a=2cm, F=1dyne,得得磁导率磁导率μ 是个无量纲的纯数，且真空是个无量纲的纯数，且真空μ =1，(electromagnetic unit)v 有专用名称的单位：有专用名称的单位：磁感应强度单位：高斯，磁感应强度单位：高斯， G (Gauss)磁通量单位：磁通量单位： 麦克斯韦，麦克斯韦， Mx (Maxwell)磁场强度单位：磁场强度单位： 奥斯特，奥斯特， Oe (Oersted)（光速（光速c=3×1010cm/s））3.高斯单位制（混合单位制）高斯单位制（混合单位制）1)电学用电学用CGSE单位制，磁学用单位制，磁学用CGSM单位制单位制;2)介电常数介电常数ε 和磁导率和磁导率μ 无量纲，真空中无量纲，真空中ε0= μ0=1;v ε ， μ 与与MKSA单位之中的单位之中的ε r ，， μ r 数值相同。

数值相同3)同时包含电学量和磁学量时，比例系数应由实验确定同时包含电学量和磁学量时，比例系数应由实验确定例例】】：：毕毕-萨萨-拉定律：拉定律：式中式中B=Bemu，，I=Iesu 4)高斯单位制只有三个基本量高斯单位制只有三个基本量cm , g 和和 s ;5)高斯单位制中点电荷的公式简单，使用和运算方便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，但在电工与电子领域的公式中，较多出现较多出现4π，，计算复杂计算复杂§ 矛盾：电感矛盾：电感L与电容与电容C的量纲相同的量纲相同§ 高斯制公式中只有一个系数高斯制公式中只有一个系数——光速光速 c MKSA制公式中有两个系数制公式中有两个系数——ε0 和和 μ0MKSA之中，定义电流强度时引入了之中，定义电流强度时引入了 因子，因子，则使之简化则使之简化§3 §3 两种单位制物理公式的转换两种单位制物理公式的转换下脚标符号：下脚标符号： S —— MKSA有理制，即有理制，即SI单位制单位制G —— 高斯高斯(Gauss)单位制单位制【【例例】】：：两种单位制中的同一长度两种单位制中的同一长度 MKSA制长度单位：米，制长度单位：米，m Gauss制制长度单位：厘米，长度单位：厘米，cm则则转换关系转换关系或或电磁公式转换涉及三个常数：电磁公式转换涉及三个常数： 分属分属 MKSA制制 和和 Gauss制制 【【例例】】：：高斯定理的转换高斯定理的转换（可查表（可查表9-4，取单位换算系数的倒数），取单位换算系数的倒数） Gauss制制End。