Общи системи за единици
Система за единици, или система за измерване, е колекция от взаимосвързани единици, използвани за количествено описание на физични свойства. Разбирането на тези системи е от съществено значение, тъй като те формират основата на науката, търговията и ежедневието по целия свят.
Преди, системите за единици често бяха дефинирани локално и бяха силно произволни. Например, дължината на 'фут' можеше значително да варира в зависимост от размера на местния владетелски крак, което водеше до широко разпространени несъответствия. Докато локализираните единици бяха практични в времена на ограничени пътувания, появата на глобализацията и растежът на международната търговия и наука подчертаха необходимостта от универсални стандарти.
Стандартизираните единици улесняват ясната комуникация и предотвратяват объркване между различните култури и страни. Международната система за единици (SI) беше разработена точно за тази цел. Въпреки усилията за глобално прилагане, някои други системи за единици, най-вече американските обичайни единици и Империалната система, остават в употреба. Това налага възможността за преобразуване между тези системи.
Какво е единица за измерване?
Единица за измерване е дефинирана величина на физическа величина, която служи като стандартен референтен образец. Всяка друга величина от същия вид може да бъде изразена като кратно на тази стандартна единица. Това позволява последователни и възпроизводими измервания.
Международната система за единици (SI)
Международната система за единици (SI), произхождаща от френската Système International d'Unités, е съвременната форма на метричната система и е най-широко използваната система за измерване в света. Тя е проектирана като кохерентна и рационална система, базирана на точно дефинирани постоянни константи на природата, като скоростта на светлината.
SI е развиваща се система, която се усъвършенства постоянно с напредъка на науката и точността на измерванията. Тя се състои от седем основни единици, от които произлизат всички останали, и използва обширна система от префикси за означаване на десетични множества или деления.
Основни единици на SI
- Метър (m): Единица за дължина
- Килограм (kg): Единица за маса
- Секунда (s): Единица за време
- Ампер (A): Единица за електрически ток
- Келвин (K): Единица за термодинамична температура
- Мол (mol): Единица за количество вещество
- Кандела (cd): Единица за светлинна интензивност
Обичайни префикси (често използвани)
SI използва префикси за управление на мащаба на измерванията, позволявайки ясно изразяване на много големи или много малки количества.
| Текст | Символ | Фактор | Степен |
|---|---|---|---|
| екса | E | 1,000,000,000,000,000,000 | 1018 |
| пета | P | 1,000,000,000,000,000 | 1015 |
| тера | T | 1,000,000,000,000 | 1012 |
| гига | G | 1,000,000,000 | 109 |
| мега | M | 1,000,000 | 106 |
| кило | k | 1,000 | 103 |
| хекто | h | 100 | 102 |
| дека | da | 10 | 101 |
| (няма) | (няма) | 1 | 100 |
| деци | d | 0.1 | 10-1 |
| сантиметър | c | 0.01 | 10-2 |
| мили | m | 0.001 | 10-3 |
| микро | μ | 0.000001 | 10-6 |
| нано | n | 0.000000001 | 10-9 |
| пико | p | 0.000000000001 | 10-12 |
| фемто | f | 0.000000000000001 | 10-15 |
| атто | a | 0.000000000000000001 | 10-18 |
Държавни единици от SI
Освен основните единици, SI включва 22 производни единици. Тези единици се образуват чрез комбиниране на основните единици на SI и могат да бъдат безразмерни или изразени като продукт на една или повече основни единици. Някои чести примери включват:
- Радиан (rad): Единица за ъгъл
- Нютон (N): Единица за сила или тегло
- Ват (W): Единица за мощност
- Волт (V): Единица за напрежение, електрически потенциал
- Градус Целзий (°C): Единица за температура (на производна скала)
НесИ единици, приети за употреба с SI
Някои несИ единици са широко използвани и приети за употреба заедно с единиците на SI поради тяхната практическа важност или историческа популярност. Някои чести примери включват:
- Време: минута (мин), час (ч), ден (д)
- Температура: градус (°C) - конкретни интервали на несИ скала
- Обем: литър (L)
- Налягане: бар (bar), милиметър живак (mmHg)
История на приемането на SI
Пътят към универсалната метрична система започна във Франция през 1791 г., главно под влиянието на Французката академия на науките. Метричната система беше официално въведена във Франция през 1799 г. и се разпространи из цяла Европа през 19-ти век. До 1970-те години метризацията на базата на SI беше в голяма степен завършена в повечето страни по света, с изключения като Съединените щати, Обединеното кралство, Либерия и Миянмар.
Съединените щати и метризацията
- 1866: Метричната система беше легализирана за употреба в САЩ, въпреки че не беше широко приета.
- 1975: Приет беше Законът за метричната конверсия, който направи метричната система "предпочитана система за тегла и мерки за търговия и търговия в САЩ."
- 1992: Промяна в Закона за честната опаковка и етикетиране изискваше етикетите на хранителните продукти да включват както метрични, така и американски обичайни единици.
- 2010: Ревизирана беше 1992 г. промяна, позволяваща на производителите доброволно да използват само метрични единици за етикетиране.
- 2012: Отговор на Белия дом на петиция за задължителна метризация посочи, че няма федерално намерение да се налага нейното национално използване, като се подчертава индивидуалният избор и че американските обичайни единици са дефинирани в рамките на метричната система.
Обединеното кралство и метризацията
- 1862: Започна подготовка за метрична конверсия, а метричните единици станаха легално използваеми.
- 1965: Правителството очерта 10-годишен план за пълна метризация, която трябваше да бъде доброволна с някои субсидии.
- 1969: Беше създаден Метричният борд за насърчаване и координиране на прехода.
- 1980: Метричният борд беше закрит след промяна в правителството, а задължителната метризация не беше преследвана.
- 1989: Великобритания се отказа от Директивата за европейските единици за измерване, отново избирайки да не прави метричната употреба задължителна.
- 1995: Великобритания завърши официалния си частичен преход, въпреки че изключения като продажбата на наливна бира, пътни знаци и скоростомери все още използват предимно имперски единици.
- След Брекзит: Има известна активност сред търговците да се върнат към имперските единици.
Други често използвани системи за единици
Докато SI преобладава, историческите и културните фактори означават, че други системи остават в значителна употреба. Нашите инструменти улесняват преобразуването за преодоляване на тези различия в измерването.
Обичайни единици в САЩ (USCS)
Обичайната система в САЩ се използва предимно за търговски, социални и лични приложения в САЩ, докато SI се използва в научни, медицински, индустриални, правителствени и военни контексти. USCS произхожда от по-ранни английски единици, но се различава значително от имперската система след създаването й през 1824 г.
История на USCS
- 1824: Създаването на имперската система във Великобритания означаваше официален разкол от използваните в САЩ единици, водещ до различия въпреки споделените произходи.
- 1893: Мендънхолският указ официално преначерта повечето американски обичайни единици в метри и килограми, свързвайки ги с дефинициите на SI.
- 1959: Международното споразумение за ярд и паунд допълнително уточни дефинициите на американските обичайни единици въз основа на метричните единици.
Обичайни USCS единици
| Категория | Единица | Символ | Прибл. еквивалент в SI |
|---|---|---|---|
| Дължина | инч | in | 0.0254 meters |
| фут | ft | 0.3048 meters | |
| ярд | yd | 0.9144 meters | |
| мили | mi | 1609.344 meters | |
| Площ | акър | 4046.873 m2 | |
| Обем | кубичен инч | in3 | 0.0000164 m3 |
| кубичен фут | ft3 | 0.0283 m3 | |
| кубичен ярд | yd3 | 0.765 m3 | |
| Течен обем | лъжичка | tsp | 4.929 milliliters |
| супена лъжица | tbsp | 14.787 milliliters | |
| флуид унция | fl oz | 29.574 milliliters | |
| чаша | cp | 236.588 milliliters | |
| пинта | pt | 473.176 milliliters | |
| галон | gal | 3785.41 milliliters | |
| Сух обем | сух пинта | 550.610 milliliters | |
| сух кварта | 1,101.221 milliliters | ||
| сух галон | 4,404.884 milliliters | ||
| Тегло/Маса | унция | oz | 28.350 grams |
| фунт | lb | 453.592 grams | |
| кратка тон | ton | 907.185 kilograms | |
| дълга тон | long ton | 1,016.047 kilograms | |
| Температура | градуси по Фаренхайт | °F | (научно използване на °C и K) |
Империална система
Империалната система, известна още като Британска имперска, е официално дефинирана през 1824 г., след като заменя по-старите английски единици. Въпреки че Обединеното кралство частично е преминало към SI, имперските единици все още се срещат често в ежедневието, а системата се използва и в Канада и някои бивши страни от Британската империя.
Въпреки че споделя много имена на единици с американските обичайни единици, е важно да се отбележи, че реалните стойности за определени единици, особено обеми, могат да се различават (например, имперският галон е по-голям от американския галон). За разлика от USCS, имперската система обикновено няма отделни сухи или течни обеми.
История на имперската система
- 1818: Обсъжданията за приемане на метричната система започнаха в британския парламент.
- 1824: Законът за теглата и мерките установи имперската система, позволявайки използването на по-старите английски единици, ако техните имперски еквиваленти бяха маркирани.
- 1965: Правителството на Обединеното кралство официално се съгласи с политика за доброволна метризация.
- 1969: Държавната комисия по метризация беше основана за координиране на прехода, въпреки че беше отменена по-късно през 1980 г.
- 1989: Обединеното кралство отново избра да не направи метричното използване задължително, като избегна Директивата за европейските единици за измерване.
- 1995: Обединеното кралство завърши официалния си частичен преход към метричната система, с някои изключения за традиционни употреби (например, наливна бира, пътни знаци).
Обичайни имперски единици
| Категория | Единица | Символ | Прибл. еквивалент в SI |
|---|---|---|---|
| Дължина | инч | in | 0.0254 meters |
| фут | ft | 0.3048 meters | |
| ярд | yd | 0.9144 meters | |
| верига | ch | 20.1168 meters | |
| фърлонг | fur | 201.168 meters | |
| мили | mi | 1,609.344 meters | |
| лега | lea | 4,828.032 meters (3 miles) | |
| Площ | перч | 25.293 m2 | |
| руда | 1011.714 m2 | ||
| акър | 4046.856 m2 | ||
| Обем | флуид унция | fl oz | 28.413 milliliters |
| гил | gi | 142.065 milliliters | |
| пинта | pt | 568.261 milliliters | |
| кварта | qt | 1,136.523 milliliters | |
| галон | gal | 4,546.09 milliliters | |
| Тегло/Маса | унция | oz | 28.350 grams |
| фунт | lb | 453.592 grams | |
| камък | st | 6.350 kilograms | |
| Имперска тон | t | 1,016.047 kilograms |
Защо е необходима конверсия на единици?
Продължаващото съжителство на различни системи за измерване в глобален мащаб подчертава незаменимата необходимост от конверсия на единици. Тя е важна за:
- Глобална комуникация и сътрудничество: Осигуряване на безпроблемен обмен на информация и данни в научни изследвания, инженерни проекти и международен бизнес, независимо от местните стандарти за измерване.
- Осигуряване на точност и безопасност: Предотвратяване на скъпи грешки, неправилни изчисления и потенциални опасности в критични области като производство, строителство, авиация и здравеопазване.
- Фасилитиране на международната търговия: Стандартизиране на спецификациите и количествата на продуктите през границите, опростяване на процесите по внос и износ.
- Подобряване на ежедневната практичност: Помагане на хората да разбират рецепти, разстояния за пътуване, размери на продукти и други измервания при среща с различни системи в ежедневието.
Чрез предоставяне на достъпни инструменти за точна конверсия на единици, този ресурс цели да опрости тези предизвикателства, правейки различните измервателни данни приложими и универсално разбираеми.