واحدهای اندازه گیری الکتریکی برای بیان واحدهای استاندارد همراه با پیشوندها هنگامی‌که واحدها خیلی کوچک یا خیلی بزرگ هستند و نمی‌توانند به‌عنوان یک واحد پایه بیان شوند، استفاده می‌شوند. واحدهای اندازه‌گیری الکتریکی که برای بیان ولتاژ، جریان و مقاومت استفاده می‌شوند به ترتیب ولت [V]، آمپر [A] و اهم [Ω] هستند. این واحدهای اندازه‌گیری الکتریکی بر اساس سیستم بین‌المللی (متریک) است که به‌عنوان سیستم SI شناخته می‌شود و سایر واحدهای الکتریکی متداول که از واحدهای پایه SI مشتق شده‌اند.
گاهی اوقات در مدارها و سیستم‌های الکتریکی یا الکترونیکی لازم است که مقادیر اندازه‌گیری شده بسیار بزرگ یا بسیارکم باشند، به همین جهت باید از multiples یا submultiple’s این واحدهای اندازه گیری الکتریکی استاندارد استفاده شود. جدول زیر لیستی از برخی از واحدهای اندازه‌گیری الکتریکی را که در فرمول‌های الکتریکی و مقادیر مؤلفه مورداستفاده قرار می‌گیرند، ارائه می‌دهد.
واحدهای اندازه گیری الکتریکی
| Electrical Parameter |
Measuring Unit |
Symbol | Description |
| Voltage | Volt | V or E | Unit of Electrical Potential V = I × R |
| Current | Ampere | I or i | Unit of Electrical Current I = V ÷ R |
| Resistance | Ohm | R or Ω | Unit of DC Resistance R = V ÷ I |
| Conductance | Siemen | G or ℧ | Reciprocal of Resistance G = 1 ÷ R |
| Capacitance | Farad | C | Unit of Capacitance C = Q ÷ V |
| Charge | Coulomb | Q | Unit of Electrical Charge Q = C × V |
| Inductance | Henry | L or H | Unit of Inductance VL = -L(di/dt) |
| Power | Watts | W | Unit of Power P = V × I or I2 × R |
| Impedance | Ohm | Z | Unit of AC Resistance Z2 = R2 + X2 |
| Frequency | Hertz | Hz | Unit of Frequencyƒ = 1 ÷ T |
Multiples and Sub-multiple
طیف وسیعی از مقادیر در مهندسی برق و الکترونیک بین حداکثر مقدار و حداقل مقدار واحد الکتریکی استاندارد وجود دارد. به‌عنوان‌مثال، مقاومت می‌تواند کمتر از 0.01Ω یا بالاتر از 1.000.000Ω باشد. با استفاده از multiples و submultiple’s واحد استاندارد می‌توانیم از نوشتن صفر زیاد برای تعیین موقعیت علامت اعشاری جلوگیری کنیم. در جدول زیر مشخصات آنها آورده شده است.
| Prefix | Symbol | Multiplier | Power of Ten |
| Terra | T | 1,000,000,000,000 | 1012 |
| Giga | G | 1,000,000,000 | 109 |
| Mega | M | 1,000,000 | 106 |
| kilo | k | 1,000 | 103 |
| none | none | 1 | 100 |
| centi | c | 1/100 | 10-2 |
| milli | m | 1/1,000 | 10-3 |
| micro | µ | 1/1,000,000 | 10-6 |
| nano | n | 1/1,000,000,000 | 10-9 |
| pico | p | 1/1,000,000,000,000 | 10-12 |
بنابراین برای نمایش واحدها یا چندین واحد برای مقاومت، جریان یا ولتاژ، ما به‌عنوان‌مثال استفاده می‌کنیم:
- 1kV = 1 kilo-volt – 1,000 Volts
- 1mA = 1 milli-amp – 1/1000 Ampere
- 47kΩ = 47 kilo-ohms – 47000 Ohms
- 100uF = 100 micro-farads – 100/1,000,000 Farad
- 1kW = 1 kilo-watt – 1,000 Watts
- 1MHz = 1 mega-hertz – 1,000,000 Hertz
برای تبدیل از یک پیشوند به دیگری لازم است که در اختلاف بین دو مقدار ضرب یا تقسیم شود. به عنوان مثال، 1MHz را به kHz تبدیل کنید. خب ما از بالا می‌دانیم که 1 مگاهرتز برابر با یک میلیون (1.000.000) هرتز و 1 کیلو هرتز برابر با هزار (1000) هرتز است، بنابراین یک 1 مگاهرتز هزار برابر بزرگ‌تر از 1 کیلو هرتز است. سپس برای تبدیل مگا هرتز به کیلو هرتز باید مگا هرتز را در 1000 ضرب کنیم، زیرا 1 مگا هرتز برابر با 1000 کیلو هرتز است.
به همین ترتیب، اگر ما نیاز به تبدیل کیلوهرتز به مگاهرتز داشته باشیم، باید بر یک هزار تقسیم کنیم. یک روش بسیار ساده و سریع‌تر این است که اعشار را به سمت چپ یا راست حرکت دهید، بسته به اینکه شما به ضرب یا تقسیم نیاز دارید. همچنین “استاندارد” واحدهای اندازه‌گیری الکتریکی نشان داده‌شده در بالا، و واحدهای دیگری نیز در مهندسی برق برای نشان دادن مقادیر مانند:
• Wh – وات‌ساعت ، مقدار انرژی الکتریکی مصرفی توسط یک مدار در طی یک دوره زمانی خاص. به‌عنوان‌مثال، یک لامپ برای یک ساعت صد وات برق مصرف می‌کند. معمولاً به‌صورت Wh (وات‌ساعت)، kWh (کیلووات ساعت) که 1000 وات‌ساعت یا MWh (مگاوات ساعت) است که 1.000.000 وات‌ساعت استفاده می‌شود.
• dB – دسی‌بل ، دسی‌بل یک‌دهم واحد Bel (نماد B) است و برای نشان دادن گین یا بهره در ولتاژ، جریان و یا توان استفاده می‌شود. این‌یک واحد لگاریتمی است که با dB بیان می‌شود و معمولاً برای نشان دادن نسبت ورودی به خروجی در تقویت‌کننده، مدارهای صوتی یا سیستم‌های بلندگو استفاده می‌شود.
به‌عنوان‌مثال، نسبت دسی‌بل ولتاژ ورودی (VIN) به ولتاژ خروجی (VOUT) به‌صورت 20log10 (Vout/Vin) بیان می‌شود. مقدار در دسی‌بل می‌تواند مثبت (20dB) نشان‌دهنده بهره باشد یا منفی (-20dB) نمایانگر افت و یا ورودی = خروجی به‌صورت 0dB.
• θ – زاویه فاز ، زاویه فاز اختلاف درجه بین شکل موج ولتاژ و شکل موج جریان بازمان تناوبی یکسان است. این‌یک اختلاف‌زمان یا تغییر زمان است و بسته به عنصر مدار می‌تواند یک مقدار “پیش فاز” یا “پس فاز” داشته باشد. زاویه فاز شکل موج، با درجه یا رادیان اندازه‌گیری می‌شود.
• ω – فرکانس زاویه‌ای ، واحد دیگری که عمدتاً در مدارات AC استفاده می‌شود. برای نمایش رابطه فازور بین دو یا چند شکل موج فرکانس زاویه‌ای با نماد ω است. این‌یک واحد چرخشی فرکانس زاویه‌ای 2πƒ با واحد رادیان بر ثانیه، rads/s است. دور کامل یک چرخه 360 درجه یا 2π است، بنابراین نیمی از دور 180 درجه یا π rad است.
• τ – ثابت زمانی ، ثابت زمانی مدار امپدانسی یا سیستم مرتبه اول خطی، زمانی که طول می‌کشد تا خروجی به 63.7٪ از حداکثر یا حداقل مقدار خروجی خود برسد، زمانی که ورودی پله به مدار داده شود، ثابت زمانی معیاری از واکنش مدار را نشان می‌دهد.
امیدواریم آموزش واحدهای اندازه گیری الکتریکی در مدارات DC را به خوبی فرا گرفته باشید در آموزش بعدی در مورد تئوری مدار DC، ما به قانون‌مدار کیرشهف نگاه خواهیم کرد که همراه با قانون Ohms به ما امکان می‌دهد ولتاژها و جریانهای مختلف در اطراف مدار پیچیده را محاسبه کنیم.
لطفا نظرات خود را با ما درمیان بگذارید.
منبع: سیسوگ
