国际计量单位DR 国际计量单位 7大国际单位制( 七 )



7 电导(G)的单位:西门子(符号S)

电导代表某一种导体传输电流能力的强弱程度 。电导值越大,导体传输电流的能力就越强 。电导越小,导体传输电流的能力就越弱 。看到这一物理量,我们马上就会想起另外一个物理量——电阻(R) 。电阻表示的是导体对电流阻碍作用的大小 。所以我们不难看出,电导和电阻是描述导体传输电流能力的两个不同角度 。在纯电阻线路中,电导和电阻互为倒数,其换算公式为G=1/R 。

为什么有了电阻后还要有电导这个参数呢?因为在某些场景下,用电导更容易理解和使用 。比如,在并联电路中求总电阻,我们需要将各电阻倒数相加再求倒数,而用电导,我们只需要将各电导直接相加就可以得到总电导 。再比如我们在测量一些电解质溶液的导电能力时,常用到的参数就是电导率,通过测定电导率我们就可以知道这些液体的导电能力如何,离子浓度甚至含盐量大小 。这样更方便我们理解,也更好描述液体在导体方面的特性 。

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图25:并联电阻计算公式
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图26:电导仪

电导的单位为西门子(S),这是为了纪念德国的发明家、企业家维尔纳·冯·西门子(Ernst Werner von Siemens,1816-1892) 。很多时候,我们会把西门子看成德国的一家大型企业,我们对西门子的印象和认知可能更多的来自于这家企业的产品 。的确,这家企业就是由西门子在1847年创立的,至今已有170多年的历史了 。目前,西门子公司业务主要集中在信息通讯、自动化控制、电力、交通、医疗系统和照明六大领域,业务遍及全球190多个国家和地区,全球有超过40万雇员 。按照2019年其营业收入988亿美元,西门子公司名列世界五百强企业第70位 。

西门子生活的时代正是第一次工业革命刚刚完成,人类正在向第二次工业革命进军的时代 。以电力技术发明和广泛应用为标志的第二次工业革命浪潮中,西门子无疑是这波汹涌浪潮中最出色的弄潮儿之一 。1847年,西门子和哈尔斯克(Johann Georg Halske,1814-1890)合伙建立了西门子-哈尔斯克电报机制造厂,也就是西门子公司的前身,主要生产西门子发明的指针式电报机 。

1853年,他们成功铺设了从芬兰到克里米亚的一万多公里电报线路 。1866年,西门子研发出了自激式直流发电机 。1877年,西门子对贝尔发明的电话进行改良,产品性能得到了大幅提升,在整个欧洲销量都很好 。1880年,西门子在海曼姆工业博览会安装了世界上第一台电梯,取代了原来依靠蒸汽动力的升降机 。1881年,西门子在德国建立了第一个电子公共交通系统,使有轨电车成为人类出行的交通工具之一 。除了电气技术产品,西门子和他弟弟卡尔·西门子(Carl Heinrich von Siemens)提出了平炉炼钢法,利用高温回热炉把铁砂直接冶炼成钢,革新了炼钢工艺 。从那时开始,西门子公司便活跃在电气工程的每一个领域,产品涉及我们现代化的生活方方面面 。而西门子最终成为举世闻名的德国“电子电气之父” 。

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图27: 维尔纳·冯西门子
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图28:电气领域无处不在的西门子公司LOGO

注释及参考文献
[1] If then we wish to obtain standards which will be absolutely permanent, we must seek them not in the dimensions or the motion of our planet, but in the wavelength, the period of vibration and the absolute mass of these imperishable and unalterable of these imperishable and unalterable and perfectly similar molecules.
[2] 国际计量大会(CGPM):国际计量大会由米制公约缔约国的代表参加,是米制公约组织的最高组织形式 。1889年,第一届国际计量大会召开,历届大会会讨论国际单位制(International System of Units, SI制)之改进及推展等事项,审查会员国最新研究发展出来的量测标准等 。我国在1977年加入该组织 。
[3] 国际单位制(International System of Units,SI):源自米制,旧称“万国公制”,是现在世界上最普遍采用的标准度量衡单位系统,采用十进制进位系统 。国际单位制是国际上通用的测量语言,是人类描述和定义世间万物的标尺 。国际单位制是在公制基础上发展起来的单位制,于1960年第十一届国际计量大会通过,推荐各国采用,其国际简称为SI 。