종래의 전기 장치
Conventional electrical unit |
측정의 전기 분야에서 조셉슨 상수의 소위"전통적인 값"에 근거한다 일반 전기 단위(이 모호함의 위험이 없거나 기존의 단위)단위, 폰 Klitzing 국제 위원회 중량과 측정 1988년(CIPM)뿐만 아니라 ΔνCs 사용에 의해 합의된 상수입니다. t두 번째를 정의합니다.이러한 단위는 대응하는 SI 단위와 척도가 매우 유사하지만 상수에 사용되는 값이 다르기 때문에 동일하지 않습니다.이탤릭체로 기호를 설정하고 첨자 "90"을 추가함으로써 해당 SI 단위와 구별된다. 예를 들어, 1990년 1월 1일 국제적으로 사용되기 시작한 볼트에는 기호90 V가 붙는다.
이 시스템은 측정의 정밀도를 높이기 위해 개발되었습니다.조지프슨 상수와 폰 클리칭 상수는 매우 정밀하고 반복가능하며 쉽게 실현될 수 있으며, 보편 상수 e와 h로 정확하게 정의됩니다.기존의 전기 단위는 실제 측정을 위해 "자연" 기본 물리학을 사용하기 위한 중요한 단계를 나타냅니다.SI 단위 체계와 병행하여 국제 표준으로 인정받았으며, 물리학계 밖에서 엔지니어링 및 산업 모두에서 일반적으로 사용됩니다.SI와 같이 물리학에서 사용되는 모든 차원에 대한 단위를 정의하려면 상수 c를 추가해야 합니다.
SI 시스템은 29년 후 기존 SI 단위와 더 정확하게 일치하도록 정의된 상수의 값을 사용하여 동등한 정의로 전환했다.따라서 기존의 전기 유닛은 대응하는 SI 유닛과 약간 다르며, 현재는 정확하게 정의된 비율을 가지고 있습니다.
역사적 발전
지난 반세기 동안 측정 단위의 정밀도와 효용성을 높이기 위해 다음과 같은 몇 가지 중요한 조치가 취해졌습니다.
- 1967년 제13차 총회(CGPM)는 국제 단위계에서 원자 시간의 두 번째를 세슘-133 [1]원자의 지상 상태의 두 초미세 수준 간 전이에 해당하는 방사선 기간 9192631770으로 정의했다.
- 1983년 17번째 CGPM은 두 번째와 빛의 속도 측면에서 미터를 재정의하여 빛의 속도를 정확히 299792458m/[2]s로 고정시켰다.
- 1988년 CIPM은 1990년 1월 1일 현재 정확하게J-90 K = 483597.9×10Hz9/V로[3], 폰 클리칭 상수에 정확히 RK-90 = 25812.807Ω으로[4] 기존의 값을 채택할 것을 권고했다.
- 1991년 18번째 CGPM은 조지프슨 상수와 폰 클리칭 [5]상수에 대한 전통적인 값을 주목했다.
- 2000년에 CIPM은 양자 [6]홀 효과의 사용을 승인했으며, R 값은K-90 기준 저항 표준을 확립하는 데 사용됩니다.
- 2018년 제26차 CGPM은 2019년 SI 염기단위 [7]재정의와 함께 조지프슨과 폰 클리칭 상수의 기존 값을 폐지하기로 결의했다.
정의.
기존 전기 장치는 세슘-133 초미세 전이 주파수, 조지프슨 상수 및 폰 클리칭 상수의 정의된 값을 기반으로 하며, 처음 두 가지는 시간과 기전력을 매우 정밀하게 실제적으로 측정할 수 있고, 마지막 두 가지는 전기 [8]저항을 매우 정밀하게 실제적으로 측정할 수 있습니다.
| 일정한 | 종래의 정확한 값 (CIPM, 1988년, 2018년까지) | 경험치(SI 단위) (CODATA, 2014[8]) | 정확한 값 (SI 유닛, 2019년) |
|---|---|---|---|
| 133Cs 초미세 전이 빈도 | 【133Cs】=hfs 9192631770Hz | 【133Cs】=hfs 9192631770Hz[9] | |
| 조지프슨 상수 | KJ-90 = 483597.9GHz/V[10] | KJ = 483597.8525(30) GHz/V | KJ =1.602176634×10−19 C×2/6.62607015×10−34 J |
| 폰 클리칭 상수 | RK-90 = 25812.807Ω[11] | RK = 25812.8074555(59)Ω | RK = 6.62607015×10J−34/(1.602176634×10C−19)2 |
- 일반 볼트 V는90 조지프슨 효과 표준과 비교하여 측정된 기전력(또는 전위차)으로, 조지프슨 상수 K의J-90 정의된 값, 즉 K = 483597.9GHz/V의90 관계에J 따라 측정됩니다.조지프슨 전압 표준을 참조하십시오.
- 일반적인 옴(Ω90)은 정의된 von Klitzing 상수 RK-90, 즉 R = 25812.807Ω의90 관계를 사용하여K 양자 홀 효과 표준에 대해 측정된 전기 저항입니다.
- 다른 일반적인 전기 장치는 아래 변환 표에서와 같이 SI와 병렬로 연결된 장치 간의 정상적인 관계로 정의됩니다.
SI 유닛으로의 변환
| 구성 단위 | 기호. | 정의. | SI 관련 | SI 값(CODATA 2014) | SI 값(2019) |
|---|---|---|---|---|---|
| 통상 볼트 | V90 | 상기의 내용을 보다 | KJ-90/KJ V | 1.0000000983(61)V | 1.000010666...v[12] |
| 통상 옴 | Ω90 | 상기의 내용을 보다 | RK/RK-90 ω | 1.00000001765(23)Ω | 1.00000001779...Ω[13] |
| 통상 암페어 | A90 | V90/V90 | KJ-90/KrRJK-90/RK A | 1.0000000806(61) A | 1.0000000887...a[14] |
| 재래 쿨롱 | C90 | s'A90 = s'V90/Ω90 | KJ-90/KrRJK-90/RK C | 1.0000000806(61)C | 1.0000000887...c[15] |
| 통상 전력 | W90 | AV = V902/CJB90(V9090/CJB) | (KJ-90/KJ)2 rK-90 R/RK W | 1.0000179(12)W | 1.000019553...w[16] |
| 재래식 패러드 | F90 | C90/V90 = s/Outraphictions90) | RK-90/RK F | 0.999998235(23)F | 0.9999998220...f[17] |
| 재래식 헨리 | H90 | s90★★★ | RK/RK-90 H | 1.00000001765(23)H | 1.00000001779...h[18] |
2019년 SI 기준 단위 재정의에서는 처음 두 개의 값이 기존 값과 약간 다르지만 K, RK 및 δ의Cs 숫자J 값을 정확하게 고정하는 방식으로 이러한 단위를 모두 정의한다.그 결과, 이러한 기존의 단위는 모두 재정의된 SI 단위에 관해 정확한 값을 알고 있었다.따라서 기존 값을 유지해도 정확도가 향상되지 않습니다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- Mohr, Peter J.; Taylor, Barry N.; Newell, David B. (2008). "CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2006" (PDF). Reviews of Modern Physics. 80 (2): 633–730. arXiv:0801.0028. Bibcode:2008RvMP...80..633M. doi:10.1103/RevModPhys.80.633. Archived from the original (PDF) on 1 October 2017.
- ^ "Resolution 1 of the 13th CGPM (1967) – SI unit of time (second)". Retrieved 18 February 2019.
- ^ "Resolution 1 of the 17th CGPM (1983) – Definition of the metre". Retrieved 18 February 2019.
- ^ "CIPM, 1988: Recommendation 1 – Representation of the volt by means of the Josephson effect". Retrieved 18 February 2019.
- ^ "CIPM, 1988: Recommendation 2 – Representation of the ohm by means of the quantum Hall effect". Retrieved 18 February 2019.
- ^ "Resolution 2 of the 19th CGPM (1991) – The Josephson and quantum-Hall effects". Retrieved 18 February 2019.
- ^ "CIPM, 2000 – use of the von Klitzing constant to express the value of a reference standard of resistance as a function of the quantum Hall effect". Retrieved 18 February 2019.
- ^ "26th CGPM Resolutions" (PDF). BIPM. Retrieved 18 February 2019.
- ^ a b Mohr, Peter J.; Newell, David B.; Taylor, Barry N. (2015). "CODATA recommended values of the fundamental physical constants: 2014". Zenodo. arXiv:1507.07956. doi:10.5281/zenodo.22826.
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- ^ "2018 CODATA Value: conventional value of von Klitzing constant". The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. NIST. 20 May 2019. Retrieved 20 May 2019.
- ^ "2018 CODATA Value: conventional value of volt-90". The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. NIST. 20 May 2019. Retrieved 1 June 2019.
- ^ "2018 CODATA Value: conventional value of ohm-90". The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. NIST. 20 May 2019. Retrieved 1 June 2019.
- ^ "2018 CODATA Value: conventional value of ampere-90". The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. NIST. 20 May 2019. Retrieved 1 June 2019.
- ^ "2018 CODATA Value: conventional value of coulomb-90". The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. NIST. 20 May 2019. Retrieved 1 June 2019.
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