Что такое электричество?
25
1.2. Эфиродинамическая сущность электрического заряда
До недавнего времени в электротехнике использовались абсолютная электрическая система единиц СГСЭ, абсолютная электромагнитная система единиц СГСМ, а также абсолютная Гауссова система единиц, в которых основными единицами являлись сантиметр, грамм и секунда [25], но в системе СГСЭ абсолютная диэлектрическая проницаемость считается безразмерной и равной единице для вакуума:
£о 1;
в системе СГСМ абсолютная магнитная проницаемость считается безразмерной и равной единице для вакуума:
и = 1;
а в Гауссовой системе единиц абсолютная диэлектрическая и магнитная проницаемости считаются безразмерными и принимаются одновременно равными единице для вакуума:
во И 1;
В результате одна и та же электрическая или магнитная величина оказывается имеющей разную размерность. Например, количество электричества (электрический заряд) имеет размерность: в СГСЭ и Гауссовой системах единиц - см 3/2-г 1/2-с-1; а в системе единиц СГСМ - см1/2-г12; магнитный поток в системе единиц СГСЭ имеет размерность - см3/2-г-1, в СГСМ и
3/2 1/2 _1
Гауссовой системах единиц - см -г -с .
Наличие трех практически одновременно действующих систем электрических и магнитных единиц всегда вызывало большие трудности в расчетах, но главной трудностью являлось
26
Глава 1.
отсутствие какого бы то ни было физического смысла в этих единицах: как понимать, например, корень квадратный из грамма, или сантиметр, возведенный в степень 3/2 ?!
Международная система электрических и магнитных единиц МКСА, основанная на тех же представлениях, что и система МКС, о единицах массы - килограмме, длины - метре и времени
- секунде, добавила к ним новую основную единицу - Ампер. В системе СИ приведенные выше величины имеют целочисленные степени: количество электричества - Ах; магнитный поток - м3-кг-А1-с 2, так же как и все остальные электрические и магнитные величины. Однако недостатком системы МКСА по- прежнему является отсутствие физического содержания в понятии «сила тока», а, в связи с этим, и в ее единице «Ампер», и далее во всех электрических и магнитных величинах.
Кроме того, в системе СИ имеют место безразмерные величины, например, радиан (рад) для плоского угла и стерадиан (ср) для объемного угла. Это основано на том, что радиан определен как отношение длины дуги, измеряемой в метрах, к длине радиуса, также измеряемой в метрах (рис. 1.1):
Рис. 1.1. К определению размерностей радиана (а) и стерадиана (б)
Но безразмерные величины физического смысла не имеют, и этот недостаток можно исправить, опираясь на представления об общих физических инвариантах, а проще говоря, вспомнив, что
