Physikalische Größen und Einheiten

Für die einheitliche Festlegung von skalierbaren Größen, wie beispielsweise Masse, Länge, Zeit, genügt die Angabe des Zahlenwertes und der Einheit. Für vektororientierte Größen ist neben Zahlenwert und Einheit zusätzlich die Richtung im Raum bzw. Ebene und der Richtungssinn für eine eindeutige Festlegung erforderlich. Zu den vektororientieren Größen zählen Kraft, Geschwindigkeit, Elektrische Feldstärke, usw. Grundlage für physikalischer Größen bilden die SI-Einheiten des Internationalen Einheitensystems. Aus diesen 7 physikalischen Basiseinheiten lassen sich über Definitionsgleichungen abgeleitete Einheiten mit eigenen Namen gewinnen. Diese abgeleiteten Einheiten stehen ausschließlich im Zusammenhang mit dem SI-Basissystem.

SI-Basiseinheiten

Größe

Formelzeichen

Einheitenname

Einheitenzeichen

Länge

l

Meter

m

Masse

m

Kilogramm

kg

Zeit

t

Sekunde

s

elektrische Stromstärke

I

Ampere

A

thermodyn. Temperatur

T

Kelvin

K

Stoffmenge

n

Mol

mol

Lichtstärke

IV

Candela

cd

SI ist die Abkürzung für Système International d'Unités und wird auch als das metrische System bezeichnet. Das metrische System hat seinen Ursprung in Frankreich. 1790 erhielt die französische Akademie der Wissenschaft von der Nationalversammlung die Anweisung einen neuen Standard für Maßeinheiten für die gesamte Welt zu entwerfen.

Sie entschieden, dass das System auf folgenden Grundsätzen basieren sollte:
Die Maßeinheiten des Systems sollen auf unveränderlichen Größen aus der Natur beruhen. Alle Einheiten, außer den Basiseinheiten, sollten von den Basiseinheiten abgeleitet werden können. Das Multiplizieren dieser Einheiten sollte auf Dezimalschritten basieren.

Erst im Jahre 1875 began die Welt ein wenig Interesse an dem französischen Projekt zu zeigen. Weil immer mehr Länder am französischen System interessiert waren, wurde das Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) gegründet, heutzutage: Conférence Générale des Poids et Mesures (CGPM). In 1960, auf der 11. CGPM, wurde das System offiziell International d'Unité genannt.

England besaß für lange Zeit sein eigenes Einheitensystem und wechselte erst im Jahre 1985 offiziell zum metrischen System. Ebenso wie England, besaßen lange Zeit auch die Vereinigten Staaten ihr eigenes Einheitensystem. Durch Druck der einheimischen Industrie, gingen die Vereinigten Staaten 1988 dazu über, das international gültige metrische System zu benutzen.

Ausgewählte abgeleitete SI-Einheiten

Größe

Formel-
zeichen

Einheiten-
name

Einheiten-
zeichen

Definitionsgleichung

Frequenz

f

Hertz

Hz

1 Hz = 1/s

Kraft

F

Newton

N

1 N = 1 kg*m/s²

Druck

P

Pascal

Pa

1 Pa = 1 kg/(m s²)

Energie, Arbeit

W

Joule

J

1 J = 1 kg m²/s²

Leistung

P

Watt

W

1 W = 1 kg m²/s³

elektr. Ladung

Q

Coulomb

C

1 C = 1 A s

elektr. Spannung

U

Volt

V

1 V = 1 kg m²/(s³ A)

elektr. Widerstand

R

Ohm

Ω

1 Ω = 1 kg m²/(s³ A²)

elektr. Leitwert

G

Siemens

S

1 S = 1 s³ A²/(kg m²)

elektr. Kapazität

C

Farad

F

1 F = 1 s4 A²/(kg m²)

Induktivität

L

Henry

H

1 H = 1 kg m²/(s² A²)

magnetischer Fluss

 

Weber

Wb

1 Wb = 1 kg m²/(s² A)

magnet. Flussdichte

B

Tesla

T

1 T = 1 kg /(s² A)

Temperatur

t

Celsius

°C

1 °C = 1 K

Vorsatzzeichen für dezimale Teile und Vielfache

Vorsatzzeichen

Vorsatz

Faktor

 

Vorsatzzeichen

Vorsatz

Faktor

y

Yocto

10-24

da

Deka

101

z

Zepto

10-21

h

Hekto

102

a

Atto

10-18

k

Kilo

103

f

Femto

10-15

M

Mega

106

p

Piko

10-12

G

Giga

109

n

Nano

10-9

T

Tera

1012

µ

Mikro

10-6

P

Peta

1015

m

Milli

10-3

E

Exa

1018

c

Zenti

10-2

Z

Zetta

1021

d

Dezi

10-1

Y

Yotta

1024



Fachlexikon der Mechatronik © 2010 Erich Käser. Alle Rechte vorbehalten.