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SI 유도 단위

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1. 개요

SI 유도 단위는 국제단위계(SI)의 기본 단위를 조합하여 얻는 단위로, 특별한 이름과 기호를 가진 22개의 단위가 있다. 이 단위들은 주파수의 헤르츠(Hz), 힘의 뉴턴(N), 압력의 파스칼(Pa) 등을 포함하며, SI 기본 단위나 다른 SI 유도 단위를 조합하여 다양한 물리량을 나타내는 데 사용된다. 또한, SI와 함께 사용이 허용되는 비SI 단위도 존재하며, 과거에는 라디안(rad)과 스테라디안(sr)이 보조 단위로 분류되었으나, 현재는 유도 단위로 분류된다.

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SI 유도 단위
SI 유도 단위
정의SI 기본 단위 또는 다른 SI 유도 단위의 조합으로 표현되는 단위
수량22개 (2019년 5월 현재)
SI 유도 단위 목록
이름한국어 이름 (영어 이름, 기호)
주파수헤르츠 (hertz, Hz)
힘, 무게뉴턴 (newton, N)
압력, 응력파스칼 (pascal, Pa)
에너지, 일, 열줄 (joule, J)
일률, 복사속와트 (watt, W)
전하량, 전기량쿨롬 (coulomb, C)
전압, 전위차, 기전력볼트 (volt, V)
전기 용량패럿 (farad, F)
전기 저항옴 (ohm, Ω)
전기 전도율지멘스 (siemens, S)
자기장, 자속 밀도테슬라 (tesla, T)
자기 선속웨버 (weber, Wb)
인덕턴스헨리 (henry, H)
섭씨 온도섭씨 (degree Celsius, °C)
광속루멘 (lumen, lm)
조도룩스 (lux, lx)
방사능베크렐 (becquerel, Bq)
흡수 선량그레이 (gray, Gy)
선량 당량시버트 (sievert, Sv)
촉매 활성카탈 (katal, kat)
평면각라디안 (radian, rad)
입체각스테라디안 (steradian, sr)

2. 특별한 이름과 기호를 가진 SI 유도 단위

국제단위계(SI)에서는 기본 단위를 조합하여 다양한 물리량을 나타내는 유도 단위를 정의한다. 이 유도 단위들 중 과학 및 공학 분야에서 자주 사용되거나 중요한 의미를 갖는 22개 단위에는 편의성을 위해 특별한 이름과 기호가 부여되었다.[6] 여기에는 무차원 유도 단위인 '''라디안'''(rad)과 '''스테라디안'''(sr) 2개가 포함된다.[2]

이 특별한 이름을 가진 유도 단위들은 모두 SI 기본 단위거듭제곱의 곱으로 표현될 수 있다. 예를 들어, 힘의 단위인 '''뉴턴'''(N)은 kg⋅m⋅s−2으로, 에너지의 단위인 ''''''(J)은 kg⋅m2⋅s−2으로 나타낼 수 있다. 이렇게 기본 단위의 조합 계수가 1인 유도 단위를 "일관성 있는 유도 단위"라고 부르며, 특별한 이름을 가진 단위들도 대부분 여기에 해당한다.[4]

이러한 특별한 이름과 기호는 복잡한 단위 조합을 간결하게 표현하고 과학 기술 분야에서의 소통을 원활하게 하기 위해 도입되었다. 각 단위의 상세한 목록과 정의, 그리고 한국 사회에서의 중요성은 이어지는 하위 섹션에서 자세히 다룬다.

2. 1. 특별한 이름을 가진 유도 단위 목록

기본 단위로부터 유도되는 단위 중 편의성을 위해 특별한 이름과 기호가 부여된 22개의 SI 유도 단위가 있다.[6] 이 중 라디안(rad)과 스테라디안(sr)은 무차원 유도 단위이다. 특히 베크렐(Bq), 그레이(Gy), 시버트(Sv) 3개 단위는 사람의 건강 보호와 관련된 방사선 측정의 편의를 위해 고유 명칭이 부여되었다.

단위 기호는 해당 단위가 사람 이름에서 유래했는지 여부에 따라 대소문자를 구분한다. 라디안(rad), 스테라디안(sr), 루멘(lm), 럭스(lx), 카탈(kat) 5개는 인명에서 유래하지 않아 기호가 소문자로 시작한다. 나머지 17개 단위(헤르츠(Hz), 뉴턴(N) 등)는 인명에서 유래했으므로 기호는 대문자로 시작한다. 반면, 단위의 전체 이름은 문장의 시작이나 제목 등 대문자 표기가 필요한 경우를 제외하고는 모두 소문자로 표기한다(예: newton). 단, 섭씨(degree Celsius)의 경우 'degree'는 소문자로 시작하지만, 인명에서 유래한 'Celsius'는 대문자 C로 시작한다.[9]

다음은 특별한 이름과 기호를 가진 22개의 SI 유도 단위 목록이다.[6]

고유 명칭과 기호를 가진 22개의 SI 단위
조합량단위의 고유 명칭기호기본 단위만으로 표현다른 SI 단위도 사용한 표현법정계량단위[7]
평면각라디안 (radian)radm/m
입체각스테라디안 (steradian)srm2/m2
주파수헤르츠 (hertz)Hzs−1
뉴턴 (newton)Nkg⋅m⋅s−2
압력 및 응력파스칼 (pascal)Pakg⋅m−1⋅s−2N/m2[10]
에너지, 일, 열량줄 (joule)Jkg⋅m2⋅s−2N⋅m
일률, 복사속와트 (watt)Wkg⋅m2⋅s−3J/s
전하쿨롱 (coulomb)CA⋅s
전위차볼트 (volt)Vkg⋅m2⋅s−3⋅A−1W/A
전기용량패럿 (farad)Fkg−1⋅m−2⋅s4⋅A2C/V
전기저항 (ohm)Ωkg⋅m2⋅s−3⋅A−2V/A
컨덕턴스지멘스 (siemens)Skg−1⋅m−2⋅s3⋅A2A/V
자속웨버 (weber)Wbkg⋅m2⋅s−2⋅A−1V⋅s
자속밀도테슬라 (tesla)Tkg⋅s−2⋅A−1Wb/m2
인덕턴스헨리 (henry)Hkg⋅m2⋅s−2⋅A−2Wb/A
섭씨온도섭씨 (degree Celsius)°CK
광속루멘 (lumen)lmcd⋅srcd⋅sr
조도럭스 (lux)lxcd⋅sr⋅m−2lm/m2
방사성핵종의 방사능베크렐 (becquerel)Bqs−1
흡수선량, 커마그레이 (gray)Gym2⋅s−2J/kg
선량당량시버트 (sievert)Svm2⋅s−2J/kg
효소 활성카탈 (katal)katmol⋅s−1아니오


2. 2. 특별한 이름을 가진 단위의 중요성 (한국의 관점)

특별한 이름을 가진 SI 유도 단위는 과학 기술의 다양한 분야에서 측정과 소통의 기준으로 사용되며, 이는 한국의 과학기술 발전과 산업 경쟁력 강화에도 매우 중요한 역할을 한다.

예를 들어, 전기 저항을 나타내는 ''''''(Ω), 전압을 나타내는 '''볼트'''(V), 전류를 나타내는 '''암페어'''(A)는 현대 전자공학의 기본 단위이다. 한국이 세계적인 경쟁력을 갖춘 반도체 및 전자 산업 분야에서는 이러한 단위들을 바탕으로 회로를 설계하고 소자의 성능을 평가하므로, 이 단위들의 정확한 이해와 활용은 기술 혁신의 필수 요소이다.

또한, 에너지를 나타내는 ''''''(J)과 일률(단위 시간당 에너지)을 나타내는 '''와트'''(W)는 에너지 효율 개선과 신재생에너지 기술 개발에 핵심적인 지표로 사용된다. 에너지 자원의 효율적 활용과 지속 가능한 에너지 시스템 구축은 한국 사회의 중요한 과제이며, 줄과 와트는 이러한 목표 달성을 위한 기술적 논의의 기반이 된다.

방사능의 세기를 나타내는 '''베크렐'''(Bq), 물질에 흡수된 방사선의 양인 흡수선량을 나타내는 '''그레이'''(Gy), 인체에 미치는 방사선의 영향을 평가하는 등가선량을 나타내는 '''시버트'''(Sv)는 원자력 발전의 안전 관리와 방사선 이용 연구에 필수적인 단위이다. 특히, 후쿠시마 원전 사고 이후 방사능 오염수 방류 문제 등으로 방사선 안전에 대한 국민적 관심이 높아진 상황에서, 이 단위들은 방사선 위험을 정확히 평가하고 소통하는 데 중요한 기준이 된다.

이처럼 특별한 이름을 가진 SI 유도 단위들은 단순한 측정 단위를 넘어, 한국의 주요 산업 발전과 사회적 안전 확보에 깊숙이 관여하고 있으며, 과학기술 경쟁력의 근간을 이루고 있다.

3. 분야별 SI 유도 단위

SI 기본 단위를 조합하여 만들어지는 SI 유도 단위는 다양한 물리량을 나타내는 데 사용된다. 예를 들어, 속도의 단위인 미터 매 초(m/s)는 길이의 기본 단위인 미터(m)와 시간의 기본 단위인 (s)를 조합하여 만든 것이다.

특별한 이름과 기호를 가진 SI 유도 단위도 22개가 정의되어 있다.[11] 대표적으로 힘의 단위인 뉴턴(N), 에너지의 단위인 (J), 전력의 단위인 와트(W) 등이 있다. 이 중 라디안(rad)과 스테라디안(sr)은 각각 평면각과 입체각을 나타내는 단위로, 차원이 없는 유도 단위에 해당한다.

이러한 특별한 이름을 가진 유도 단위들은 다른 SI 기본 단위나 유도 단위와 다시 조합되어 더 복잡한 물리량을 나타내는 단위를 형성할 수 있다. 세상에는 무수히 많은 물리량이 존재하므로 모든 유도 단위를 열거하는 것은 불가능하지만, 주요 분야별로 자주 사용되는 중요한 유도 단위들이 있다. 각 분야별 주요 SI 유도 단위에 대한 자세한 내용은 아래 하위 섹션들에서 다룬다.

3. 1. 역학

특별한 이름을 가진 역학 관련 유도 단위
이름기호물리량다른 단위로 표시SI 기본 단위로 표시
뉴턴N, 무게kg·m/s2kg·m·s−2
파스칼Pa압력, 응력N/m2m−1·kg·s−2
J에너지, , 열량N·m = C·V = W·s = VA•sm2·kg·s−2
와트W일률, 전력, 방사속J/s = V·Am2·kg·s−3



운동학 관련 유도 단위
이름기호물리량SI 기본 단위로 표현
초당 미터m/s속도, 속력m⋅s−1
초당 제곱미터m/s2가속도m⋅s−2
초당 세제곱미터m/s3저크m⋅s−3
초당 네제곱미터m/s4스냅m⋅s−4
초당 라디안rad/s각속도s−1
초당 제곱라디안rad/s2각가속도s−2
초당 세제곱미터m3/s체적 유량m3⋅s−1



기타 역학 관련 유도 단위
이름기호물리량SI 기본 단위로 나타낸 표현
제곱미터m2넓이m2
세제곱미터m3부피m3
뉴턴초N⋅s운동량, 충격량m⋅kg⋅s−1
뉴턴미터초N⋅m⋅s각운동량m2⋅kg⋅s−1
뉴턴미터N⋅m = J/rad토크, 힘의 모멘트m2⋅kg⋅s−2
초당 뉴턴N/s저크m⋅kg⋅s−3
제곱미터당 킬로그램kg/m2면밀도m−2⋅kg
세제곱미터당 킬로그램kg/m3밀도, 질량 밀도m−3⋅kg
킬로그램당 세제곱미터m3/kg비체적m3⋅kg−1
줄초J⋅s작용m2⋅kg⋅s−1
킬로그램당 줄J/kg비에너지m2⋅s−2
세제곱미터당 줄J/m3에너지 밀도m−1⋅kg⋅s−2
미터당 뉴턴N/m = J/m2표면 장력, 강성kg⋅s−2
초당 제곱미터m2/s동점성계수, 열확산율, 확산 계수m2⋅s−1
파스칼초Pa⋅s = N⋅s/m2동적 점성m−1⋅kg⋅s−1
미터당 킬로그램kg/m선밀도m−1⋅kg
초당 킬로그램kg/s질량 유량kg⋅s−1
킬로그램 제곱미터kg⋅m2관성 모멘트m2⋅kg
킬로그램당 뉴턴미터초N⋅m⋅s/kg비각운동량m2⋅s−1


3. 2. 전자기학

이름기호물리량다른 단위로 표시SI 기본 단위로 표시
쿨롱C전하 또는 전하량A·sA·s
볼트V전압, 전위, 기전력W/A = J/Cm2·kg·s−3·A−1
패럿F전기 용량C/Vm−2·kg−1·s4·A2
Ω전기 저항, 임피던스, 리액턴스V/Am2·kg·s−3·A−2
지멘스S전도율1/Ω = Ω-1m−2·kg−1·s3·A2
웨버Wb자기 선속 (자기력 선속)J/A = J·A−1 = V·s = N·m·A-1m2·kg·s−2·A−1
테슬라T자기장 세기, 자기력선속밀도V·s/m2 = Wb/m2 = N/(A·m)kg·s−2·A−1
헨리H인덕턴스V·s/A = Wb/Am2·kg·s−2·A−2



이름기호물리량SI 기본 단위로 표현
제곱미터당 쿨롱C/m2전속밀도, 분극밀도m−2⋅s⋅A
세제곱미터당 쿨롱C/m3전하밀도m−3⋅s⋅A
제곱미터당 암페어A/m2전류밀도m−2⋅A
미터당 지멘스S/m전기전도도m−3⋅kg−1⋅s3⋅A2
미터당 패럿F/m유전율m−3⋅kg−1⋅s4⋅A2
미터당 헨리H/m투자율m⋅kg⋅s−2⋅A−2
미터당 볼트V/m전기장 세기m⋅kg⋅s−3⋅A−1
미터당 암페어A/m자화, 자기장 세기m−1⋅A
킬로그램당 쿨롱C/kg방사선 조사량 (X 및 감마선)kg−1⋅s⋅A
옴 미터Ω⋅m비저항m3⋅kg⋅s−3⋅A−2
미터당 쿨롱C/m선전하밀도m−1⋅s⋅A
테슬라당 줄J/T자기 쌍극자 모멘트m2⋅A
볼트초당 제곱미터m2/(V⋅s)전자 이동도kg−1⋅s2⋅A
헨리의 역수H−1자기 저항m−2⋅kg−1⋅s2⋅A2
미터당 웨버Wb/m자기 벡터 퍼텐셜m⋅kg⋅s−2⋅A−1
웨버 미터Wb⋅m자기 모멘트m3⋅kg⋅s−2⋅A−1
테슬라 미터T⋅m자기 강성m⋅kg⋅s−2⋅A−1
암페어 라디안A⋅rad기자력A
헨리당 미터m/H자기 감수율m−1⋅kg−1⋅s2⋅A2


3. 3. 화학

이름기호물리량SI 기본 단위로 표현
세제곱미터당 몰mol/m3몰농도, 물질량 농도m−3⋅mol
몰 부피m3/mol몰 부피m3⋅mol−1
켈빈 몰당 줄J/(K⋅mol)몰 열용량, 몰 엔트로피m2⋅kg⋅s−2⋅K−1⋅mol−1
몰당 줄J/mol몰 에너지m2⋅kg⋅s−2⋅mol−1
몰당 지멘스 제곱미터S⋅m2/mol몰 전도도kg−1⋅s3⋅A2⋅mol−1
킬로그램당 몰mol/kg몰랄농도kg−1⋅mol
몰당 킬로그램kg/mol몰 질량kg⋅mol−1
몰 초당 세제곱미터m3/(mol⋅s)촉매 효율m3⋅s−1⋅mol−1
캐탈kat촉매 활성도s−1⋅mol


3. 4. 광도학

광도학 관련 SI 유도 단위
이름기호물리량다른 단위로 표시SI 기본 단위로 표시
루멘lm광선속lx·m2cd·sr
럭스lx조도lm/m2m−2·cd·sr



기타 광도학 단위
이름기호SI 기본 단위로 표현
루멘 초lm⋅s광량scd
룩스 초lx⋅s광선량m−2scd
제곱미터당 칸델라cd/m2휘도m−2cd
와트당 루멘lm/W광효율m−2kg−1s3cd


3. 5. 열역학

wikitext

이름기호물리량SI 기본 단위로 나타낸 표현
줄 퍼 켈빈 (joule per kelvin)J/K열용량, 엔트로피m2⋅kg⋅s−2⋅K−1
줄 퍼 킬로그램 켈빈 (joule per kilogram kelvin)J/(K⋅kg)비열용량, 비엔트로피m2⋅s−2⋅K−1
와트 퍼 미터 켈빈 (watt per metre kelvin)W/(m⋅K)열전도도m⋅kg⋅s−3⋅K−1
켈빈 퍼 와트 (kelvin per watt)K/W열저항m−2⋅kg−1⋅s3⋅K
켈빈의 역수 (reciprocal kelvin)K−1열팽창 계수K−1
켈빈 퍼 미터 (kelvin per metre)K/m온도 기울기m−1⋅K


4. SI 접두어와 함께 사용하는 기타 단위

시간, 리터, 톤, , 전자볼트 등의 다른 단위들은 SI 단위가 아님에도 불구하고 SI 단위와 함께 널리 사용된다.

5. 보조 단위의 폐지

과거 국제단위계(SI)는 라디안(rad)과 스테라디안(sr)을 '보조 단위'라는 특별한 범주로 분류했었다. 그러나 1995년 국제도량형총회(CGPM)에서는 이 '보조 단위' 분류를 공식적으로 폐지하기로 결정했다.[3][15] 이 결정에 따라 라디안과 스테라디안은 무차원의 유도 단위로 재분류되었다. 이러한 변경 사항은 1998년에 발행된 SI 국제문서 제7판부터 반영되었다.

참조

[1] 논문 Special Publication 811 http://physics.nist.[...] 2009-07-02
[2] 웹사이트 The International System of Units (SI) https://www.bipm.org[...] 2021-12-16
[3] 웹사이트 Resolution 8 of the CGPM at its 20th Meeting (1995) http://www.bipm.org/[...] Bureau International des Poids et Mesures 2014-09-23
[4] 문서 国際単位系(SI)第9版(2019)
[5] 문서 国際単位系(SI)第9版(2019)
[6] 문서 国際単位系(SI)第9版(2019)
[7] 간행물 資料4(12) https://www.meti.go.[...] 2005-07-02
[8] 문서 国際単位系(SI)第9版(2019)
[9] 문서 国際単位系(SI)第9版(2019)
[10] 문서 国際単位系国際文書 第9版 Ver.2.01 2022-12
[11] 문서 国際単位系(SI)第9版(2019)
[12] 간행물 資料4(12) https://www.meti.go.[...] 2005-07-26
[13] 법률 計量法
[14] 문서 国際単位系(SI)第9版(2019)
[15] 문서 国際単位系(SI)第9版(2019)



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