In het kort:
Alle eenheden die in de (elektronica) techniek gebruikt worden kunnen herleid worden tot een klein aantal Basis- of Grond-eenheden zoals die benoemd zijn in het SI stelsel van internationaal aanvaarde standaards.
In dit hoofdstuk vind je een overzicht van de eenheden die voor de elektronica en audiotechniek van belang zijn.
Verwante onderwerpen:
Grootheden en eenheden:
Grootheden zijn de aspecten die we willen meten of specificeren, bijv. lengte, tijd, elektrische spanning, geluidsterkte, enz.
Eenheden zijn de namen of begrippen waarin we die grootheden uitdrukken, bijv. meter, seconde, Volt, decibel, etc.
Voorvoegsels geven aan hoeveel nullen er nog vóór of na de komma toegevoegd moeten worden.
Basiseenheden:
Het SI stelsel benoemt een klein aantal eenheden als Basiseenheid, waaruit alle andere kunnen worden afgeleid. Dat zijn:
De seconde (s) voor tijd (t). 1 seconde is de duur van 9192631770 perioden van een bepaalde kleur licht dat cesium atomen onder gedefiinieerde omstandigheden uitzenden (voor de volledige definitie zie de wikipedia ). Merk op dat de seconde daarmee exact gedefiniëerd is, er is geen meetonnauwkeurigheid in de definitie.
De meter (m) voor lengte (b, d, h, l). 1 meter is de afstand die het licht aflegt in 1 / 299792458 seconde. Merk op dat hiermee de lichtsnelheid exact is gedefiniëerd als 299792458 meter per seconde. 300.000 km/sec is meestal een goede benadering. Ziehier het bereik van afstanden.
Het kilogram (kg) voor massa (m). (zie noot1 voor het onderscheid tussen massa en gewicht). Het kilogram is de massa van het in Parijs bewaarde prototype. Er wordt in wetenschappelijke kringen gewerkt aan een nauwkeuriger definitie.
De Kelvin (K) voor temperatuur (T). De kelvin is 1 / 273,16 (exact) deel van de temperatuur van het tripelpunt van water, zeg maar het vriespunt.
De graad Celcius is even groot als de Kelvin, maar het nulpunt ligt op 273,16 k. Het is Kelvin, geen graden kelvin.
Met deze vier is het mogelijk alle eenheden die in de techniek en natuurkunde voorkomen te definiëren.
De hierna volgende basiseenheden kunnen afgeleid worden uit de eerste vier en zijn dus eigenlijk redundant.
De ampère (A) voor de elektrische stroomsterkte (I). De ampère is gedefinieerd in termen van de kracht die twee elektrische geleiders op elkaar uitoefenen, dus eigenlijk in de grondeenheden meter, seconde en kilogram. Zie Hoeveel Elektronen
De mol (mol) voor de hoeveelheid materie (n). Als je van verschillende stoffen ieder 1 mol hebt bevatten die hoeveelheden evenveel deeltjes, atomen, moleculen, etc. De mol is vooral voor chemici van groot nut omdat chemische reacties nu eenmaal met bepaalde verhoudingen van aantallen deeltjes gaan en niet zozeer met gewichtshoeveelheden.
De candela (cd) voor de licht sterkte (S). Ook deze is gedefiniëerd in termen van vermogensdichtheid (Watt per vierkante meter) en kan dus afgeleid worden uit de eerste drie.
1 candela is ongeveer de totale hoeveelheid licht die een gewone kaars afgeeft.
Afgeleide eenheden in de elektronica- en audiotechniek.
De Hertz (Hz) voor frequentie (f), of hoe vaak iets gebeurt. 1 Hz = 1 s-1. (zie frequenties). In de elektrotechniek / elektronica kom je de Hz vaak tegen in combinatie met de constante 2π. Het gaat dan om de frequentie in radialen per seconde, oftewel de hoeksnelheid van een roterende vector.
De Newton (N) voor de mechanische kracht (f). 1 N = 1 kg m s-2. Het is de kracht die nodig is om een massa van 1 kg in 1 seconde een versnelling van 1 meter per seconde te geven. Voor je gevoel: 1 N is de kracht vergelijkbaar met een gewicht van ongeveer 0.1 kg.
De Pascal (Pa) voor druk, zoals luchtdruk (p). 1 Pa = 1 N m-2 = 1 kg m s-4 De oudere eenheden Bar en Atmosfeer zijn bijna hetzelfde en gedefinieerd als resp.100000 Pa en 1 kg (kracht) per cm2. De normale luchtdruk is ongeveer 105 Pa = 1 bar c.q. ongeveer 1 atmosfeer.
De Joule (J) voor de hoeveelheid arbeid (E) . 1 J = 1 N m. Het is de arbeid die verricht wordt als een object met een kracht van 1 Newton over een afstand van 1 meter verplaatst wordt. Zeg maar als je een pakje kaas van 1 ons een meter optilt.
De Watt (W) voor het vermogen (P). 1 W = 1 N m s-1. Het is de hoeveelheid arbeid (J) die per tijdseenheid verricht wordt. We kennen de Watt vooral als iets elektrisch, maar elektrische en mechanische arbeid en vermogen zijn gelijkwaardig. De verouderde paardenkracht, pk (geen kracht maar een vermogen ! ) is 736 Watt.
De Coulomb (C) voor elektrische lading (Q). 1 C = 1 A s-1 Het is de lading die verplaatst wordt als er gedurende 1 seconde een stroom van 1 Ampère loopt. Je mag hier voor lading ook denken aan een bepaald aantal elektronen, te weten 6.25 1018
De Volt (V) voor de elektrische spanning of potentiaal (V, U, E). 1 V = 1 kg m s-3 A-1 Ook: 1 W A-1 (Watt per Ampère) of 1 J C-1 (1 Joule per Coulomb)
De Ohm (Ω) voor de elektrische weerstand (R). 1 Ω = 1 V A-1 = 1 kg m s-3 A-2 Het is de weerstand die, als er 1 Ampère door loopt er 1 Volt spanning over ontstaat.
De Farad (F) voor de capaciteit van een condensator (C). 1 F = 1 A s V-1 = 1 A3 s4 kg-1 m-1 Het is de capaciteit die, als er gedurende 1 seconde 1 Ampère door loopt, er een spanning van 1 Volt over ontstaat. Ook: 1 Volt per Coulomb.
De Henry (H) voor de zelfinductie van een spoel (L). 1 H = 1 V s A-1 = 1 kg m s-2 A-2 Het is de zelfinductie die, als de stroom er door met 1 Ampère per seconde verandert, er een spanning van 1 Volt over ontstaat, of anders gezegd, als je 1 Volt op een zelfinductie van 1 Henry zet zal de stroom met 1 Ampere per seconde toenemen.
De Tesla (T) voor de magnetische inductie of de dichtheid van de magnetische flux (B). 1 T = 1 N A-1 m-1 = 1 kg s-2 A-1 Zie magnetisme.
De Weber (W) voor de totale magnetische flux van een magneet of in een spoel. 1 W = 1 V s = 1 kg m s-2 A-1 Zie magnetisme.
De magnetische veldsterkte H wordt nog wel eens verward met de inductie in Tesla, maar wordt uitgedrukt in A m-1. Er is geen aparte naam voor. Zie magnetisme.
De decibel (dB) voor de geluidsdruk. Zie decibellen.
De elektron-Volt (eV) voor de hoeveelheid arbeid (E), vaak de energie van een foton of een subatomair deeltje.Ook de (rust) massa van sub-atomaire deeltjes wordt nogal eens uitgedrukt in eV, de relatie tussen massa en energie is de beroemde formule E=mc2 van Einstein.
1 eV = 1.602 10-19 Joule en omgekeerd 1 Joule = 6.24 1018 eV
Voorvoegsels.
De eenheden worden vaak voorafgegaan door een voorvoegsel, een letter. Die geeft aan hoeveel nullen er nog vóór of achter de komma moeten komen.
Merk op dat de voorvoegsels voorbij 1000 c.q. 0.001 in stappen van 3 nullen gaan.
| naam |
symbool |
vermenigvuldig factor |
| Yotta | Y |
1024 |
| Zetta | Z |
1021 |
| Exa | E |
1018 |
| Peta | P |
1015 |
| Tera | T |
1012 |
| Giga | G |
109 |
| Mega | M |
106 |
| kilo | k |
1000 = 103 |
| hecto | h |
100 |
| deca | da |
10 |
| 1 |
||
| deci | d |
0.1 |
| centi | c |
0.01 |
| milli | m |
0.001 = 10-3 |
| micro | u |
10-6 |
| nano | n |
10-9 |
| pico | p |
10-12 |
| femto | f |
10-15 |
| atto | a |
10-18 |
| zepto | z |
10-21 |
| yocto | y |
10-24 |
noot 1: Massa en Gewicht.
Veel mensen hebben even moeite met dit onderscheid, geen wonder, want we drukken ze in het dagelijks leven beide uit in kilogrammen. Niettemin zijn het twee heel verschillende begrippen.
Massa is de hoeveelheid stof, Gewicht is de kracht waarmee die hoeveelheid stof door de aarde aangetrokken wordt. Een auto van 1200 kg zou op de maan slechts 200 kg wegen omdat de zwaartekracht daar ongeveer 1/6 is van die van de aarde.
Bij het begrip massa spreken ook wel van de trage massa, en dat is wat gelijk blijft als je die auto op de maan zou zetten.. Je moet op aarde en op de maan even hard op de rem trappen om die auto vanaf dezelfde snelheid binnen dezelfde afstand tot stilstand te brengen, ondanks dat ' ie daar maar 1/6 weegt. Ja, hij zal wel eerder gaan slippen omdat de wielen niet zo sterk op het maan-asfalt drukken.
.