Soustavy veličin a jednotek – Terminologie

Následující příspěvek je úvodem do terminologie z oblasti soustav (fyzikálních) veličin a jednotek zaměřený zejména na Mezinárodní soustavu veličin (International System of Quantities, ISQ) a soustavu SI (Le Système International dʼUnités), tj. Mezinárodní systém jednotek, který obsahuje sedm základních veličin (viz tabulka 1) a řadu odvozených veličin.

Jednotky odvozené ze soustavy SI (SI derived units) obsahují např. elektromagnetické veličiny a jednotky:

• elektrické napětí (voltage), volt, V;
• elektrický odpor (electrical resistance), ohm, Ω;
• magnetická indukce (magnetic flux density), tesla, T;
• magnetický tok (magnetic flux), weber, Wb;
• elektrická kapacita (electrical capacitance), farad, F;
• elektrická indukčnost (electrical inductance), henry, H;
• elektrická vodivost (electrical conductance), siemens, S.

Soubory norem ISO 80000 (viz tabulka 2) a IEC 80000 (viz tabulka 3) jsou návodem pro používání fyzikálních veličin a jednotek při měření.

Soubory rovněž uvádí příslušné vztahy (formulas), které jsou používány celosvětově (worldwide) ve vědeckých i studijních textech. Způsob zápisu (notation) používaný v matematice, odborných učebnicích, včetně univerzitních, odpovídá způsobu zápisu v těchto normách.

Klasifikace souvisejících termínů

Angloamerická měrná soustava zahrnuje:

• Imperial units – britské imperiální jednotky se od roku 1965 používají ve Velké Británii jako alternativní k jednotkám SI;
• U.S. customary units – tradiční soustava (USA) pro váhy a míry vycházela z britské imperiální soustavy. V USA je soustava jednotek SI pouze alternativní k jednotkám U.S. customary. Vývojem postupně docházelo k rozdílům mezi jednotkami Imp. a jednotkami U.S., např.: 1 U.S. Gallon = 0,8 Imp. Gallons = 3,7 litrů (viz obrázek 3).

ČSN ISO 80000-2 – Názvy vybraných kapitol v matematice:

• proměnné, funkce a operátory (variables, functions and operators);
• množiny (sets);
• různé znaky a značky (miscellaneous signs and symbols);
• goniometrické a hyperbolické funkce (circular and hyperbolic functions);
• soustavy souřadnic (coordinate systems);
• skaláry, vektory a tenzory (scalars, vectors and tensors);
• transformace (transforms);
• vysvětlení použitých značek (clarification of the symbols used).

ČSN ISO 80000-6 – Příklady elektromagnetických veličin:

• elektrický proud (electric current);
• elektrický náboj (electric charge);
• intenzita elektrického pole (electric field strength);
• elektrický potenciál (electric potential);
• elektrické napětí (voltage);
• relativní permitivita (relative permittivity);
• posuvný proud (displacement current);
• magnetická indukce (magnetic flux density);
• magnetická intenzita (magnetic field strength);
• koercivita (coercivity);
• magnetický odpor (magnetic flux density).

Metrická soustava (Metric system) – soustava základních fyzikálních veličin založená na jednotce 1 metr nebo jejích násobcích. Obrázek 2 naznačuje historickou definici metru (Délka poledníku, který prochází Paříží je 10 000 km). Příklady soustav:

• CGS (centimetr-gram-sekunda),
• MKS (metr-kilogram-sekunda),
• MKSA ( metr-kilogram-sekunda-ampér),
• Soustava SI (Le Système International dʼUnités).

Vysvětlivky k souvisejícím termínům

• Biotelemetrie (Biotelemetry or medical telemetry) zahrnuje použití telemetrie v biologii, medicíně a v dalších oblastech zdravotní péče pro monitorování různých životních funkcí na dálku atp.
• Definice metru (1983): Dráha, kterou světlo proběhne za (1/299 792 458) sekundy.
• Koherentní soustava jednotek (coherent system of units) je založena na soustavě veličin tak, že vztahy mezi numerickými hodnotami vyjádřenými v jednotkách systému mají přesně shodnou formu, včetně numerických faktorů, jako odpovídající vztahy mezi veličinami.
• Podobnostní číslo (characteristic number) je veličina, která se používá v teorii podobnosti. Podobnostních čísel je více, jsou tvořeny vzájemným vztahem jiných fyzikálních veličin tak, aby byl výsledek bezrozměrný. Význam podobnostních čísel je v tom, že dva systémy jsou si v souvislosti s některými jevy podobné, pouze pokud mají příslušná podobnostní čísla stejnou hodnotu. Využívají se zejména v mechanice tekutin. Příklady: Machovo číslo, Reynoldsovo číslo atp.
• Soubor norem ISO 31-0 (Všeobecné zásady) až ISO 31-13 (Fyzika pevných látek) byl nahrazen soubory ISO 80000 (viz tabulka 2) a IEC 80000 (viz tabulka 3).
• Vyhledávání v seznamu norem ČSN na webu www.agentura-cas.cz – stačí zadat „80000-X“, kde X je číslo zvolené části ze souborů ISO 80000 resp. IEC 80000.

Značka (symbol), příklady:

• značka funkce (symbol for the function),
• Adobe je obchodní značka (trademark) společnosti „Adobe Systems Incorporated“,
• => je značka implikace (implication symbol),
• značka jednotky ve výrazu (unit symbol in an expression): P = (100 + 5) kW.