Vitstonov most

1. Fizičke veličine i jedinice. SI sistem jedinica

Fizičke veličine opisuju pojave, procese i svojstva fizičkih tela. Svakoj fizičkoj veličini
pridružuje se određeni simbol i ime. Na primer naponu je pridružen simbol U,električnoj otpornosti simbol R, jačini električne struje I, snazi P itd.
Vrednost veličine A određena je proizvodom njene brojne vrednosti {A} i njene merne jedinice [A]:

Izmeriti neku fizičku veličinu znači uporediti je sa odgovarajucom veličinom iste vrste, koja je izabrana za jedinicu mere. Jedinica mere (merna jedinica) je vrednost neke veličine za koju je dogovorom usvojeno da ima brojnu vrednost 1. Oznaka merne jedinice je dogovorena oznaka koja označava mernu jedinicu posmatrane veličine.
Na primer: električna otpornost negog otpornika je R=2000 , jačina stuje koja protiče kroz neku granu kola je I=5A, snaga koja se rayvija na nekom grejaču je P=7500W, itd., pri čemu su 2000,5,7500 brojne vrednosti veličina, dok su , A, W njihove merne jedinice.
Prava vrednost veličine je vrednost koja karakteriše veličinu potpuno definisanu u uslovima koji su postojali kada je ova vrednost određena. Ona predstavlja idealizovan pojam i u opštem slučaju ona nije poznata.
Može se reći da je prava vrednost jačine struje koja protiče kroz dva ravna, paralelna i beskonačno duga provodnika zanemarljivo malog kružnog preseka, u vakumu, međusobno udaljena jedan metar i koja izaziva između njih silu od , po definiciji, jednaka tačno 1A.
Umesto prave vrednosti uvodi se pojam sporazumno prava vrednost veličine. Ona je približna pravoj vrednosti veličine, ali takva da se ova vrednost upotrebljava u slučaju kada razlika između ove dve vrednosti može da bude zanemarena. Sporazumno prava vrednost veličine određuje se, u opštem slučaju, metodama i instrumentima odgovarajuće tačnosti.
Osnovne veličine su veličine koje su, u datom sistemu veličina, prihvaćene kao međusobno nezavisne i pomoću kojih se ostale mogu izraziti jednačinama koje ih povezuju. Izvedene veličine su veličine koje su definisane kao funkcija osnovnih veličina tog sistema.
Dogovorom je izabrano sedam fizičkih veličina za osnovne (postoje i dve dopunske fizičke veličine), a njihove jedinice za osnovne jedinice. Jedinice izvedenih veličina se nazivaju izvedene jedinice.
Skup osnovnih i izvedenih jedinica se naziva sistem jedinica. Na međunarodnoj konferenciji 1960. godine usvojen je međunarodni sistem jedinica (skraćeno se obeležava sa SI). Na tom skupu za osnovne fizičke veličine uvedene su jedinice koje su date u tabeli T-1. Dopunske veličine su date u tabli T-2, a predmeci SI sistema jedinica u tabeli T-3.

FIZIČKA VELIČINA NAZIV JEDINICE OZNAKA
dužina metar m
masa kilogram kg
vreme sekunda s
jačina električne struje amper A
termodinamička temperatura kelvin K
jačina svetlosti kandela cd
količina materije mol mol
Tabela T-1

FIZIČKA VELIČINA NAZIV JEDINICE OZNAKA
ugao u ravni radijan rad
prostorni ugao steradijan sr
Tabela T-2

Naziv Oznaka Vrednost Naziv Oznaka Vrednost
eksa E
deci d

peta P
centi c

tera T
mili m

giga G
mikro 

mega M
nano n

kilo k
piko p

hekto h
femto f

deka da
ato a

Tabela T-3

Napomenimo da postoje još i vansistemske jedinice ili jedinice koje ne pripadaju SI ali je njihova upotreba dozvoljena u određenim oblastima nauke i privrede.


2. Merenje i rezultati merenja

Merenje je skup eksperimentalnih operacija čiji je cilj određivanje vrednosti neke veličine. Da bi smo odredili vrednost veličine koju merimo mora postojati jedinica mere za svaku fizičku veličinu + procedura za upoređivanje vrednosti fizičke veličine sa tom jedinicom mere. Zbog prvog zahteva postoji čitav niz Sistema jedinica, a zbog drugog veliki broj instrumenata i metoda za merenje svake veličine, kao i načina za realizaciju samih jedinica mere.
Merenje možemo definisati i kao operaciju (postupak ili niz postupaka) kojom se neka veličina neposredno ili posredno upoređuje sa veličinom iste vrste koja je izabrana za jedinicu. Prema tome, merenjem se određuje koliko puta se odabrana jedinica sadrži u veličini koja se meri. Rezultat merenja je broj koji pokazuje koliko odgovarajućih jedinica ima merena veličina iste vrste. Taj broj naziva se brojna vrednost ili merni broj date fizičke veličine.
Prilikom merenja javljaju se i greške čiji uzroci mogu biti različiti. Prema svome izvoru one se dele na:
 grube greške ili omaške
 sistemske greške
 slučajne greške
Grube greške nastaju usled nepažnje lica koje vrši eksperiment. One su kod početnika veoma česte. Mogu nastati i kada se matematičke operacije ižvrše pogrešno. Merenje neispravnim uređajima je još jedna od mogućih omaški.
Paralaksa je tipičan primer omaške. Ona se sastoji u tome da pokazivanje kazaljke instrumenta zavisi od položaja oka. Paralaksa nastaje u onim merenjima kada treba odrediti uzajamni položaj kazaljke i podeoka skale. Da bi se izbegla paralaksa, na velikom broju instrumenata se pričvršćuje ogledalo paralelno skali. Pri određivanju vrednosti sa skale se treba da se poklopi kazaljka i njen lik u ogledalu.
Omaške se mogu lako izbeći pažljivim radom.
Sistemske greške predstavljaju odstupanje uvek u istom smislu. Veličina i znak sistemske greške su isti kod svakog merenja istim priborom. Ako se meri pomoću instrumenta čija je skala pomerena, pročitana vrednost će se uvek razlikovati od stvarne za istu vrednost. Ovakve greške se nazivaju greške instrumenta. One se ne mogu izbeći ali se specijalnom konstrukcijom mogu smanjiti. Eksperiment često počinje određivanjem eksperimentalne nule eksperimenta. Naime, nulti podeok skale ne mora da se poklapa sa osnovnim (ravnotežnim) položajem kazaljke. Ako se odredi eksperimentalna nula ta greška se može korigovati još u fazi prikupljanja podataka. Drugi uzrok greške instrumenta je loše kalibrisani instrument. Ova greška može nastati iz nekoliko razloga, na primer, ako su za kalibrisanje bili upotrebljeni netačni standardi, ili ako je stajanjem instrument izgubio prvobitne osobine.
Drugi uzrok sistemskih grešaka su takozvane greške metode merenja.
Slučajne greške imaju svoje uzroke ali su oni često nepoznati. Drugim rečima to su greške koje nastaju zbog mnoštva malih efekata koji se ne mogu kontrolisati.
Veličina slučajnih grešaka se menja od merenja do merenja. Najočigledniji uzroci su im: temperatura, vlažnost vazduha, nestabilnost napona mreže, mehaničke oscilacije aparata usled saobraćaja na ulici, atmosverski pritisak itd. Može se navesti mnoštvo tih uzroka, ali se unapred ne može reći koji će od njih ispoljiti vidljivo (tj.merljivo) dejstvo. Slučajne greške svoje dejstvo ispoljavaju samo ako su merni instrumenti dovoljno osetljivi.
Uticaj slučajni grešaka se može smanjiti ako se merenje ponavlja nekoliko puta.