出品|找磁材
作者|懂磁帝
接觸磁性材料的朋友們經常會遇到各種各樣的電學單位或者磁學單位,而由於電磁學單位除了使用一般的國際制單位外,還會使用高斯制單位,這就讓我們感到電磁學的單位很複雜,今天懂磁帝就帶大家一起系統地總結一下電磁學中的單位以及不同單位制之間的換算關係。
什麼是單位制?
各種物理量是通過描述自然規律的方程以及定義新物理量的方程而彼此相互聯繫的。為了制定單位制和引入量綱的概念,通常選取一組互相獨立的物理量及其單位作為基本物理量和基本單位,然後根據一系列特定的物理公式,選定其中的比例常量來確定其他物理量(導出量)的量綱和單位(導出單位)。導出量的量綱用基本物理量的冪次表示,導出單位用基本單位表示,有些導出單位有專門的名稱和符號。由此,各物理量的單位構成一個有機的、有規則可循的整體,這就是物理學單位制 。
巧妙地運用不同的單位制去表示公式,最高的好處就是可以大大簡化公式,使一些複雜的常數約化為1,從而有利於我們的推導和理解。
國際制(SI制)與高斯制(CGS制)
SI國際單位制中的電磁學的單位制就是MKSA有理制,MKSA規定了電磁學中四個基本物理量的單位,即選取長度、質量、時間和電流強度的單位分別為米(m)、千克(kg)、秒(s)、安培(A)。
高斯單位制是在電磁學的絕對靜電單位制(CGSE單位制或e.s.u)和絕對電磁單位制(CGSM單位制或e.m.u)的基礎上建立起來的。簡單地說,高斯單位制就是概括以上兩種單位制而成為電磁學的統一的單位制,所以又稱為混合單位制。絕對靜電單位制選取長度、質量和時間三個量為基本量,其單位分別為cm、g、s。
在力學中,兩種單位制只是相差10的n次冪,所以很好換算,但是到了電磁學中就比較複雜了,因為其中設計到了電學單位。SI制中有基本電學單位安培,所以比較好定義電磁學單位,但SI制中沒規定電學方面的基本單位,電磁方面的物理量只能通過麥克斯韋方程組定義單位。在工程領域中用SI制的比較多,而CGS高斯單位制主要用在科研領域(尤其是在力學等方面),其好處是不言而喻的。
SI制與CGS制的換算關係
首先為大家列舉四個常用磁參量的單位及簡便轉換關係:
下面是磁學及其磁參量的單位換算表:
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