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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미터법은 프랑스에서 창안되어 전 세계적으로 널리 사용되는 십진법 기반의 측정 단위계로, 지구 자오선을 기준으로 한 미터를 길이의 기본 단위로 채택하여 시작되었으며, 현재는 국제단위계로 표준화되어 다양한 분야에서 활용된다. - SI 단위계 - 와트
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SI 유도 단위 | |
---|---|
SI 유도 단위 | |
정의 | SI 기본 단위 또는 다른 SI 유도 단위의 조합으로 표현되는 단위 |
수량 | 22개 (2019년 5월 현재) |
SI 유도 단위 목록 | |
이름 | 한국어 이름 (영어 이름, 기호) |
주파수 | 헤르츠 (hertz, Hz) |
힘, 무게 | 뉴턴 (newton, N) |
압력, 응력 | 파스칼 (pascal, Pa) |
에너지, 일, 열 | 줄 (joule, J) |
일률, 복사속 | 와트 (watt, W) |
전하량, 전기량 | 쿨롬 (coulomb, C) |
전압, 전위차, 기전력 | 볼트 (volt, V) |
전기 용량 | 패럿 (farad, F) |
전기 저항 | 옴 (ohm, Ω) |
전기 전도율 | 지멘스 (siemens, S) |
자기장, 자속 밀도 | 테슬라 (tesla, T) |
자기 선속 | 웨버 (weber, Wb) |
인덕턴스 | 헨리 (henry, H) |
섭씨 온도 | 섭씨 (degree Celsius, °C) |
광속 | 루멘 (lumen, lm) |
조도 | 룩스 (lux, lx) |
방사능 | 베크렐 (becquerel, Bq) |
흡수 선량 | 그레이 (gray, Gy) |
선량 당량 | 시버트 (sievert, Sv) |
촉매 활성 | 카탈 (katal, kat) |
평면각 | 라디안 (radian, rad) |
입체각 | 스테라디안 (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 단위의 거듭제곱의 곱으로 표현될 수 있다. 예를 들어, 힘의 단위인 '''뉴턴'''(N)은 kg⋅m⋅s−2으로, 에너지의 단위인 '''줄'''(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]
조합량 | 단위의 고유 명칭 | 기호 | 기본 단위만으로 표현 | 다른 SI 단위도 사용한 표현 | 법정계량단위[7] |
---|---|---|---|---|---|
평면각 | 라디안 (radian) | rad | m/m | 예 | |
입체각 | 스테라디안 (steradian) | sr | m2/m2 | 예 | |
주파수 | 헤르츠 (hertz) | Hz | s−1 | 예 | |
힘 | 뉴턴 (newton) | N | kg⋅m⋅s−2 | 예 | |
압력 및 응력 | 파스칼 (pascal) | Pa | kg⋅m−1⋅s−2 | N/m2[10] | 예 |
에너지, 일, 열량 | 줄 (joule) | J | kg⋅m2⋅s−2 | N⋅m | 예 |
일률, 복사속 | 와트 (watt) | W | kg⋅m2⋅s−3 | J/s | 예 |
전하 | 쿨롱 (coulomb) | C | A⋅s | 예 | |
전위차 | 볼트 (volt) | V | kg⋅m2⋅s−3⋅A−1 | W/A | 예 |
전기용량 | 패럿 (farad) | F | kg−1⋅m−2⋅s4⋅A2 | C/V | 예 |
전기저항 | 옴 (ohm) | Ω | kg⋅m2⋅s−3⋅A−2 | V/A | 예 |
컨덕턴스 | 지멘스 (siemens) | S | kg−1⋅m−2⋅s3⋅A2 | A/V | 예 |
자속 | 웨버 (weber) | Wb | kg⋅m2⋅s−2⋅A−1 | V⋅s | 예 |
자속밀도 | 테슬라 (tesla) | T | kg⋅s−2⋅A−1 | Wb/m2 | 예 |
인덕턴스 | 헨리 (henry) | H | kg⋅m2⋅s−2⋅A−2 | Wb/A | 예 |
섭씨온도 | 섭씨 (degree Celsius) | °C | K | 예 | |
광속 | 루멘 (lumen) | lm | cd⋅sr | cd⋅sr | 예 |
조도 | 럭스 (lux) | lx | cd⋅sr⋅m−2 | lm/m2 | 예 |
방사성핵종의 방사능 | 베크렐 (becquerel) | Bq | s−1 | 예 | |
흡수선량, 커마 | 그레이 (gray) | Gy | m2⋅s−2 | J/kg | 예 |
선량당량 | 시버트 (sievert) | Sv | m2⋅s−2 | J/kg | 예 |
효소 활성 | 카탈 (katal) | kat | mol⋅s−1 | 아니오 |
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 '''옴'''(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 '''줄'''(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 초(s)를 조합하여 만든 것이다.
특별한 이름과 기호를 가진 SI 유도 단위도 22개가 정의되어 있다.[11] 대표적으로 힘의 단위인 뉴턴(N), 에너지의 단위인 줄(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
이름 | 기호 | 물리량 | 다른 단위로 표시 | SI 기본 단위로 표시 |
---|---|---|---|---|
뉴턴 | N | 힘, 무게 | kg·m/s2 | kg·m·s−2 |
파스칼 | Pa | 압력, 응력 | N/m2 | m−1·kg·s−2 |
줄 | J | 에너지, 일, 열량 | N·m = C·V = W·s = VA•s | m2·kg·s−2 |
와트 | W | 일률, 전력, 방사속 | J/s = V·A | m2·kg·s−3 |
이름 | 기호 | 물리량 | SI 기본 단위로 표현 |
---|---|---|---|
초당 미터 | m/s | 속도, 속력 | m⋅s−1 |
초당 제곱미터 | m/s2 | 가속도 | m⋅s−2 |
초당 세제곱미터 | m/s3 | 저크 | m⋅s−3 |
초당 네제곱미터 | m/s4 | 스냅 | m⋅s−4 |
초당 라디안 | rad/s | 각속도 | s−1 |
초당 제곱라디안 | rad/s2 | 각가속도 | s−2 |
초당 세제곱미터 | m3/s | 체적 유량 | m3⋅s−1 |
이름 | 기호 | 물리량 | SI 기본 단위로 나타낸 표현 |
---|---|---|---|
제곱미터 | m2 | 넓이 | m2 |
세제곱미터 | m3 | 부피 | m3 |
뉴턴초 | N⋅s | 운동량, 충격량 | m⋅kg⋅s−1 |
뉴턴미터초 | N⋅m⋅s | 각운동량 | m2⋅kg⋅s−1 |
뉴턴미터 | N⋅m = J/rad | 토크, 힘의 모멘트 | m2⋅kg⋅s−2 |
초당 뉴턴 | N/s | 저크 | m⋅kg⋅s−3 |
제곱미터당 킬로그램 | kg/m2 | 면밀도 | m−2⋅kg |
세제곱미터당 킬로그램 | kg/m3 | 밀도, 질량 밀도 | m−3⋅kg |
킬로그램당 세제곱미터 | m3/kg | 비체적 | m3⋅kg−1 |
줄초 | J⋅s | 작용 | m2⋅kg⋅s−1 |
킬로그램당 줄 | J/kg | 비에너지 | m2⋅s−2 |
세제곱미터당 줄 | J/m3 | 에너지 밀도 | m−1⋅kg⋅s−2 |
미터당 뉴턴 | N/m = J/m2 | 표면 장력, 강성 | kg⋅s−2 |
초당 제곱미터 | m2/s | 동점성계수, 열확산율, 확산 계수 | m2⋅s−1 |
파스칼초 | Pa⋅s = N⋅s/m2 | 동적 점성 | m−1⋅kg⋅s−1 |
미터당 킬로그램 | kg/m | 선밀도 | m−1⋅kg |
초당 킬로그램 | kg/s | 질량 유량 | kg⋅s−1 |
킬로그램 제곱미터 | kg⋅m2 | 관성 모멘트 | m2⋅kg |
킬로그램당 뉴턴미터초 | N⋅m⋅s/kg | 비각운동량 | m2⋅s−1 |
3. 2. 전자기학
이름 | 기호 | 물리량 | 다른 단위로 표시 | SI 기본 단위로 표시 |
---|---|---|---|---|
쿨롱 | C | 전하 또는 전하량 | A·s | A·s |
볼트 | V | 전압, 전위, 기전력 | W/A = J/C | m2·kg·s−3·A−1 |
패럿 | F | 전기 용량 | C/V | m−2·kg−1·s4·A2 |
옴 | Ω | 전기 저항, 임피던스, 리액턴스 | V/A | m2·kg·s−3·A−2 |
지멘스 | S | 전도율 | 1/Ω = Ω-1 | m−2·kg−1·s3·A2 |
웨버 | Wb | 자기 선속 (자기력 선속) | J/A = J·A−1 = V·s = N·m·A-1 | m2·kg·s−2·A−1 |
테슬라 | T | 자기장 세기, 자기력선속밀도 | V·s/m2 = Wb/m2 = N/(A·m) | kg·s−2·A−1 |
헨리 | H | 인덕턴스 | V·s/A = Wb/A | m2·kg·s−2·A−2 |
이름 | 기호 | 물리량 | SI 기본 단위로 표현 |
---|---|---|---|
제곱미터당 쿨롱 | C/m2 | 전속밀도, 분극밀도 | m−2⋅s⋅A |
세제곱미터당 쿨롱 | C/m3 | 전하밀도 | m−3⋅s⋅A |
제곱미터당 암페어 | A/m2 | 전류밀도 | m−2⋅A |
미터당 지멘스 | S/m | 전기전도도 | m−3⋅kg−1⋅s3⋅A2 |
미터당 패럿 | F/m | 유전율 | m−3⋅kg−1⋅s4⋅A2 |
미터당 헨리 | H/m | 투자율 | m⋅kg⋅s−2⋅A−2 |
미터당 볼트 | V/m | 전기장 세기 | m⋅kg⋅s−3⋅A−1 |
미터당 암페어 | A/m | 자화, 자기장 세기 | m−1⋅A |
킬로그램당 쿨롱 | C/kg | 방사선 조사량 (X 및 감마선) | kg−1⋅s⋅A |
옴 미터 | Ω⋅m | 비저항 | m3⋅kg⋅s−3⋅A−2 |
미터당 쿨롱 | C/m | 선전하밀도 | m−1⋅s⋅A |
테슬라당 줄 | J/T | 자기 쌍극자 모멘트 | m2⋅A |
볼트초당 제곱미터 | m2/(V⋅s) | 전자 이동도 | kg−1⋅s2⋅A |
헨리의 역수 | H−1 | 자기 저항 | m−2⋅kg−1⋅s2⋅A2 |
미터당 웨버 | Wb/m | 자기 벡터 퍼텐셜 | m⋅kg⋅s−2⋅A−1 |
웨버 미터 | Wb⋅m | 자기 모멘트 | m3⋅kg⋅s−2⋅A−1 |
테슬라 미터 | T⋅m | 자기 강성 | m⋅kg⋅s−2⋅A−1 |
암페어 라디안 | A⋅rad | 기자력 | A |
헨리당 미터 | m/H | 자기 감수율 | m−1⋅kg−1⋅s2⋅A2 |
3. 3. 화학
이름 | 기호 | 물리량 | SI 기본 단위로 표현 |
---|---|---|---|
세제곱미터당 몰 | mol/m3 | 몰농도, 물질량 농도 | m−3⋅mol |
몰 부피 | m3/mol | 몰 부피 | m3⋅mol−1 |
켈빈 몰당 줄 | J/(K⋅mol) | 몰 열용량, 몰 엔트로피 | m2⋅kg⋅s−2⋅K−1⋅mol−1 |
몰당 줄 | J/mol | 몰 에너지 | m2⋅kg⋅s−2⋅mol−1 |
몰당 지멘스 제곱미터 | S⋅m2/mol | 몰 전도도 | kg−1⋅s3⋅A2⋅mol−1 |
킬로그램당 몰 | mol/kg | 몰랄농도 | kg−1⋅mol |
몰당 킬로그램 | kg/mol | 몰 질량 | kg⋅mol−1 |
몰 초당 세제곱미터 | m3/(mol⋅s) | 촉매 효율 | m3⋅s−1⋅mol−1 |
캐탈 | kat | 촉매 활성도 | s−1⋅mol |
3. 4. 광도학
이름 | 기호 | 량 | SI 기본 단위로 표현 |
---|---|---|---|
루멘 초 | lm⋅s | 광량 | s⋅cd |
룩스 초 | lx⋅s | 광선량 | m−2⋅s⋅cd |
제곱미터당 칸델라 | cd/m2 | 휘도 | m−2⋅cd |
와트당 루멘 | lm/W | 광효율 | m−2⋅kg−1⋅s3⋅cd |
3. 5. 열역학
wikitext이름 | 기호 | 물리량 | SI 기본 단위로 나타낸 표현 |
---|---|---|---|
줄 퍼 켈빈 (joule per kelvin) | J/K | 열용량, 엔트로피 | m2⋅kg⋅s−2⋅K−1 |
줄 퍼 킬로그램 켈빈 (joule per kilogram kelvin) | J/(K⋅kg) | 비열용량, 비엔트로피 | m2⋅s−2⋅K−1 |
와트 퍼 미터 켈빈 (watt per metre kelvin) | W/(m⋅K) | 열전도도 | m⋅kg⋅s−3⋅K−1 |
켈빈 퍼 와트 (kelvin per watt) | K/W | 열저항 | m−2⋅kg−1⋅s3⋅K |
켈빈의 역수 (reciprocal kelvin) | K−1 | 열팽창 계수 | K−1 |
켈빈 퍼 미터 (kelvin per metre) | K/m | 온도 기울기 | m−1⋅K |
4. SI 접두어와 함께 사용하는 기타 단위
시간, 리터, 톤, 바, 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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