Senzori şi traductoare Laborator 001 – Unităţi de măsură

UNITĂŢI DE MĂSURĂ

Sistemul de unităţi de măsură este un ansamblu de unităţi de măsură distincte ce permit măsurarea tuturor mărimilor fizice din unul sau mai multe domenii ale fizicii.

Sistemul Internaţional (SI) a fost adoptat în octombrie 1960 la cea de-a XI – a Conferinţă Generală de Măsuri şi Greutăţi. În prezent, unităţile de măsură cuprinse în Sistemul Internaţional de Unităţi sunt divizate în trei clase: unităţi fundamentale (7 unităţi), unităţi derivate (27 unităţi derivate principale) şi unităţi suplimentare (2 unităţi).

Unităţile de măsură fundamentale reprezintă un set minimal de unităţi de măsură independente care, prin relaţii dimensionale simple, permit exprimarea unităţilor de măsură derivate. Unităţile de măsură suplimentare sunt derivate din cele fundamentale.

Tabelul 1.1. Unităţi fundamentale şi suplimentare Unităţi fundamentale

Mărimea Unitatea Simbolul Lungimea metru m Masă kilogram kg Timp secunda s Curent electric amper A Temperatura termodinamică kelvin K Cantitate de substanţă mol mol Intensitate luminoasă candela cd

Unităţi suplimentare Unghi plan radian rad Unghi solid steradian sr

Tabelul 1.2. Unităţi derivate cu denumiri speciale (lista selectivă )

Mărimea Simbol Unitatea Simbolul şi echivalenţe

Frecvenţa f hertz Hz=s-1 Forţa F newton N=m·kg·s-2 Presiunea (tensiune mecanică) p pascal Pa=N/m2= kg· m·s-2

Acceleraţie a metru pe secundă la pătrat m·s-2

Viteză v metru pe secundă m·s-1 Energie, lucru mecanic, cantitate de căldură W joule J=N·m Putere P watt W=J·s-1=N·m Cantitate de electricitate, sarcină electrică Q coulomb C = s · A Potenţial electric, tensiune electrică, tensiune electromotoare

U volt V=W·A-1

Intensitatea câmpului electric E volt pe metru E=V·m-1 Capacitate electrică C farad F=C·V-1 Rezistenţa electrică R ohm Ω=V·A-1 Conductanţa electrică G siemens S=A·V-1=Ω-1

Flux de inducţie magnetică Φ weber Wb=V·s Inducţie magnetică B tesla T=Wb·m-2 Intensitatea câmpului magnetic H amper pe metru H=A·m-1 Inductanţa L henry H=Wb·A-1 Flux luminos Φl lumen lm=cd·sr Iluminare El lux lx=lm·m-2

@2017 1/4

Senzori şi traductoare Laborator 001 – Unităţi de măsură

Tabelul 1.3. Unităţi folosite în unele domenii de specialitate împreună cu SI Mărimea Unitatea Simbolul şi echivalenţa cu SI

Energie electrovolt 1eV=160,2177 zepto Joule=160,2177zJ

Lungime angstrom 1 Ä =0,1nm Presiune bar 1bar=100kPa Activitate radiologică curie 1Ci=37GBq Doză de ionizare X sau gama rontgen 1R=2,58·10-4 C/kg Doză absorbită, energie incidentă masică, indicele dozei absorbite rad 1 rad=1cGy

Echivalent al dozei absorbite, indicele dozei absorbite rem 1 rem=1cSv

Iluminare phot 1 ph=10klx

Tabelul 1.4. Unităţi de lungime

Lungimea Metru [m]

Inch [in]

Foot [ft]

Yard [yd]

Furlong [fr]

Mila [mi]

Mila maritimă

Metru [m] 1 39,3701 3,2808 1,0936 - - - Inch [in] 0,0254 1 0,0833 0,0277 - - - Foot [ft] 0,3048 12 1 0,3333 - - -

Yard [yd] 0,9144 36 3 1 - - - Furlong [fr] 201,168 - 660 220 1 0,125 0,1085

Mila [mi] 1609,344 - 5280 1760 8 1 0,8684 Mila maritimă 1853,25 - 6080 2025,4 9,2121 1,1515 1

Tabelul 1.5. Unităţi de arie

Aria m2 ar hectar in2 ft2 yd2 acri m2 1 10-2 10-4 1550 10,7636 1,1959 -

ar [a] 102 1 10-2 - 1076,36 119,59 - hectar [ha] 104 102 1 - - 11959,9 2,471

in2 [sq. inch] 6,4516·10-4 - - 1 - - - ft2 [sq. foot] 9,29·10-2 - - 144 1 0,111 -

yd2 [sq. yard] 0,8361 - - 1296 9 1 - acri (S.U.A) 4046,87 40,469 0,4047 - 43560 4840 1

Tabelul 1.6. Unităţi de volum

Volum m3 Litrul [l] Pinta Quarta, UK

Galon, SUA

Galon, UK

Baril, SUA

m3 1 103 - - 264,2 220 6,2898 Litrul [l] 10-3 1 1,7598 0,8799 - 0,2199 -

Pinta - 0,568 1 0,5 - 0,125 - Quarta, UK - 1,136 2 1 - 0,25 - Galon, SUA - 3,785 - - 1 0,8327 0,0238 Galon, UK - 4,546 8 4 1,201 1 0,0286 Baril, SUA 0,159 158,98 - - 42 34,9714 1

@2017 2/4

Senzori şi traductoare Laborator 001 – Unităţi de măsură

Tabelul 1.7. Unităţi de presiune Unităţi N/m2=Pa kgf/m2,

mmH2O 1 at =

1 kgf/cm2 atm 1 mm Hg = 1 torr bar

1 N/m2=Pa 1 0,10197 1,01972·10-5 0,98692·10-5 7,50064·10-3 10-5

kgf/m2, mmH2O 9,80665 1 10-4 9,67837·10-5 0,073556 9,80665·10-5 1 at = 1 kgf/cm2

atmosferă tehnică 9,80665·104 104 1 0,967841 735,559 0,98066

1 atm = 1,0332 kgf/cm2

atmosferă fizică 10,1325·104 1,03323·104 1,03323 1 760 1,01325

1 mm Hg = 1 torr 133,322 13,5951 13,5951·10-4 1,31579·10-3 1 1,33322·10-3

1 bar 105 1,01972·104 1,01972 0,98692 750,064 1

Tabelul 1.8. Unităţi de forţă şi masă Forţa, masa N kgf kg t lb oz Newton (N) 1 0,10197 - - - -

kilogram forţa (kgf) 9,80655 1 - - - - kilogram masa (kg) - - 1 10-3 2,20462 32,15074

Tona (t) - - 103 1 2204,6225 32150,74

Pound UK (lb) - - 4,53592×10-

1 4,53592

×10-4 1 14,58333

Uncie (metale preţioase) (oz) - - 3,11035

×10-2 - 0,06857 1

Tabelul 1.9. Relaţii dintre unităţile de putere

Unităţi kW kgf·m/s CP kcal/h 1 kW 1 102 1,36 860,11

1 kgf·m/s 9,80665·10-3 1 0,0133 8,43 1 CP 0,735 75 1 632,61

1 kcal/h 1,162·10-3 0,11856 1,581·10-3 1

Tabelul 1.10. Relaţii dintre unităţile de energie Unităţi Simbol J kgf·m kcal kWh BTU Joule J 1 0,1019716 2,3892·10-4 2,7778·10-7 9,47·10-4

Kilogram forţă metru kgf·m 9,80665 1 2,343·10-3 2,72407·10-6 9,294·10-3

Kilocalorie kcal 4185,5 426,935 1 1,163·10-3 3,968 Kilowatt-oră kW·h 3,6·106 0,368·106 860,11 1 3,412·103

British thermal unit BTU 1055 107,57 0,25199 293·10-6 1

1Gcal=109cal=106kcal=1,163×103kWh=1,163MWh 1 tonă combustibil convenţional (t.c.c)=7×106kcal=8,1414×103kWh=8,1414MWh=7,0Gcal

1 tonă echivalent petrol (t.e.p)=1,5t.c.c=10,5×106kcal=12,21×103kWh=12,21MWh=10,5Gcal

1. Presiunea atmosferică este de 750 mmHg. Să se determine valoarea presiunii în N/m2, Pa, mm H2O, at, atm şi bar.

p=750·133,322=99991,5 N/m2 p=750·133,322= 99991,5 Pa

p=750·13,5951=10196,325 mmH2O p=750·13,5951·10-4=1,0196325 at p=750·1,31579·10-3 =0,9868425 atm p=750·1,33322·10-3=0,999915 bar 2. Se consideră o cantitate de petrol de 250 barili. Să se determine cantitatea de petrol în

m3, l, Galon SUA, Galon UK. V=250·0,159=39,75 m3 V=250·158,98= 39745 litri

@2017 3/4

Senzori şi traductoare Laborator 001 – Unităţi de măsură

V=250·42=10500 Galon SUA V=250·34,9714=8742,85 Galon UK

3. Un motor are o putere de 75 CP. Să se determine valoarea puterii în kW şi kcal/h. P=75·0,735=55,125 kW

P=75·632,61=47445,75 kcal/h 4. O instalaţie de aer condiţionat are 9000 BTU. Transformaţi această cantitate în J, kcal,

kWh, t.e.p. W=9000·1055=9495000 J= 9495 kJ=9,495 MJ W=9000·0,25199=2267,91 kcal W=9000·293·10-6=2,664 kWh

1 tonă echivalent petrol (t.e.p)= 12,21×103 kWh

petkWh ..100819,01021,12

11 33

−⋅=⋅

=

W=2,63763 kWh =2,63763·0,0819·10-3=0,21602·10-3 t.e.p 5. Într-un cazan se ard 50 t/h de combustibil cu puterea calorifică inferioară de 1800 kcal/kg. Cât este căldura chimică a combustibilului în kW. Hi= 1800·4185,5=7533900 J/kg=7533,9 kJ/kg

s/kg89,133600

100050Bc =⋅

=

Qch=Bc·Hi=7533,9 kJ/kg·13,89kg/s=104637,5 kW 6. Se consideră un schimbător de căldură care are coeficientul global de schimb de căldură k=10,784 W/m2C, Diferenţa de temperatura medie logaritmică Δtm=40 °C şi cantitatea de căldură Q=3500 kcal/h. Să se determine suprafaţa de schimb de căldură.

233

mm m42,9

40784,101010162,13500

tkQStSkQ =

⋅⋅⋅⋅

=Δ⋅

=⇒Δ⋅⋅=−

7. Un motor trifazat de 22 kW este alimentat cu tensiunea de 380 V. Factorul de putere este cos ϕ =0,85, iar randamentul motorului este 90%. Să se determine curentul nominal în A.

A69,439,085,03803

1022cosU3PI

3

n =⋅⋅⋅

⋅=

η⋅ϕ⋅⋅=

8. Se consideră un motor trifazat alimentat la tensiunea de 380 V. Curentul absorbit de

motor este 0,0257 kA. Factorul de putere este cos ϕ =0,87. Să se determine puterea absorbită în kW. Dacă motorul funcţionează 10 h/zi care este energia electrică consumată în MWh pe o perioadă de 5 zile.

kW71,14W23,1471687,0100257,03803cosIU3P 3absabs ==⋅⋅⋅⋅=ϕ⋅⋅⋅=

MWh7355,0kWh5,73551071,14tPW absabs ==⋅⋅=⋅= 9. Se consideră un conductor cu secţiunea de 50 mm2. Lungimea conductorului este de

15000 cm. Rezistivitatea conductorului este de 0,258·10-3 Ω·m. Să se determine rezistenţa electrică a conductorului.

( )Ω=

⋅

⋅⋅⋅=⋅ρ=

−

−− 774

1050101500010258,0

slR 23

23

@2017 4/4