国際単位系(SI)

目次

国際単位系(SI単位系)とは

7つのSI基本単位

国際単位系では、7つの基本単位を使用します。

名称
単位記号
定義定義
長さメートル
m
真空中の光速度 c =299792458[m·s-11秒の299792458分の1の時間に光が真空中を伝わる工程の長さ
質量キログラム
kg
プランク定数を単位Js(kg m2 s−1 に等しい)で表したときに、その数値を6.626 070 15 × 10−34と定めることによって定義される
時間
s
単位 s-1=Hzセシウム133の原子の基底状態の2つの超微細構造順位の間の遷移に対応する放射の周期の9192631770倍の継続時間
電流アンペア
A
気素量 e=1.602176634×10-19[C]又は「 A·s」電気素量を単位C(Asに等しい)で表したときに、その数値を1.602 176 634 × 10−19と定めることによって定義される
熱力学温度ケルビン
K
ボルツマン定数 k =1.380649×10-23[s-2·m2·kg K-1]又は[J·K-1]ボルツマン定数を単位 JK−1(kg m2 s−2 K−1に等しい)で表したときに、その数値を1.380 649 × 10−23と定めることによって定義される
物質量モル
mol
1モル=6.02214076×1023アボガドロ定数を単位mol-1で表したときの数値であり、1モルには6.022 140 76 × 1023の要素粒子が含まれる。モルを用いるとき、要素粒子が指定されなければならないが、そのほかに粒子またはその種の粒子の特定の集合体であってもよい
光度カンデラ
cd
周波数 540×1012Hz =発光効率の数値を 683周波数540テラヘルツの単色放射を放出し、所定の方向における放射強度が1/683ワット毎ステラジアンである光源の、その方向における光度

単位と定義定数間の関係の図
図1

ギリシャ文字(アルファベットと読み方)

ギリシャ文字のアルファベットを電気/電子回路における主な用途とあわせて表1に示す. ギリシャ文字の大文字は,英文字の大文字と区別の付けにくいものが多いので注意が必要である.

小文字大文字読み読み小文字の主な用途大文字の主な用途
αΑalphaアルファ角度,係数,温度係数,減衰率
βΒbetaベータ角度,係数,位相定数,帰還率
γΓgammaガンマ角度,係数電圧反射係数
δΔdeltaデルタ微小変化,密度,損失角微小変化
εΕepsilonイプシロン誘電率
ζΖzetaゼータ(ツェータ)減衰定数
ηΗetaイータ効率
θΘthetaシータ角度,位相,熱抵抗
ιΙiotaイオタ
κΚkappaカッパ磁化率
λΛlambdaラムダ波長透磁率
μΜmuミュー透磁率
νΝnuニュー周波数
ξΞxiクサイ(グザイ)
οΟomicronオミクロン
πΠpaiパイ円周率
ρΡrhoロー抵抗率,体積電荷密度
σΣsigmaシグマ導電率,表面電荷密度
τΤtauタウ時定数,時間,トルク
υΥupsilonウプシロン
φΦphiファイ磁束,位相,角度電位
χχchiカイ
ψΨpsiプサイ位相,角度,電束
ωΩomegaオメガ角速度,角周波数電気抵抗,立体角

接頭語

接頭語10n記号十進数表記
ヨタ (yotta)1024Y1 000 000 000 000 000 000 000 000
ゼタ (zetta)1021Z1 000 000 000 000 000 000 000
エクサ (exa)1018E1 000 000 000 000 000 000
ペタ (peta)1015P1 000 000 000 000 000
テラ (tera)1012T1 000 000 000 000
ギガ (giga)109G1 000 000 000
メガ (mega)106M1 000 000
キロ (kilo)103k1 000
ヘクト (hecto)102h100
デカ (deca, deka)101da10
1
デシ (deci)10-1d0.1
センチ (centi)10-2c0.01
ミリ (milli)10-3m0.001
マイクロ (micro)10-6μ0.000 001
ナノ (nano)10-9n0.000 000 001
ピコ (pico)10-12p0.000 000 000 001
フェムト (femto)10-15f0.000 000 000 000 001
アト (atto)10-18a0.000 000 000 000 000 001
ゼプト (zepto)10-21z0.000 000 000 000 000 000 001
ヨクト (yocto)10-24y0.000 000 000 000 000 000 000 001

固有の名称と独自の記号を持つSI組単位

7つのSI基本単位のほか、22個の単位には固有の名称とその独自の記号を与えられています。

単位の名称単位記号他のSI単位による表し方SI基本単位による表し方
平面角ラジアンrad1m・m-1
立体角ステラジアンsr1m2・m-2
周波数ヘルツHzS-1
ニュートンNm・kg・s-2
圧力、応力パスカルPaN/m2m-1・kg・s-2
エネルギー、仕事、熱量ジュールJNmm2・kg・s-2
仕事率、工率、放射束ワットWJ/sm2・kg・s-3
電荷、電気量クーロンCs・A
電位差(電圧)、起電力ボルトVW/Am2・kg・s-3・A-1
静電容量(静電容量)ファラドFC/Vm-2・kg-1・s4・A2
電気抵抗オームΩV/Am2・kg・s-3・A-2
コンダクタンスジーメンスSA/Vm-2・kg-1・s3・A2
磁束ウェーバWbVsm2・kg・s-2・A-1
磁束密度テスラTWb/m2kg・s-2・A-1
インダクタンスヘンリーHWb/Am2・kg・s-2・A-2
セルシウス温度セルシウス度°CK
光束ルーメンlmCd srm2・m-2・cd = cd・sr
照度ルクスlxLm/m2m2・m-4・cd = m-2・cd
(放射性核種の)放射能ベクレルBqs-1
吸収線量・カーマグレイGyJ/kgm2・s-2 (=J/kg)
(各種の)線量当量シーベルトSvJ/kgm2・s-2 (=J/kg)
酵素活性カタールkats-1・mol

SIに属さないが、SIと併用される単位①

名称記号SI単位による値
min1 min=60 s
h1 h=60 min=3600 s
d1 d=24 h=86 400 s
°1°=(π/180) rad
1′=(1/60)°=(π/10 800) rad
1″=(1/60)′=(π/648 000) rad
リットルl,L1 L=10-3m3
トンt1 t=103 kg

SIに属さないが、SIと併用される単位②

以下は、SIに属しませんが、SIと併用される単位で、SI単位で表される数値が実験的に得られるものです。

名称記号SI単位で表される通史
電子ボルトeV1eV=1.60217653(14)×10-19J
ダルトンDa1Da=1.66053886(28)×10-27kg
統一原子質量単位u1u=1Da
天文単位ua1ua=1.49597870691(6)×1011m

( )は標準不確かさを表す

そのほかに用いられる単位

そのほかにSI単位に属さず、SI単位と併用される単位として以下があります。これらの単位は、推奨されていませんが、使用する際にSI単位との対応関係を示すことで併記されます。

名称記号SI単位による値
バールbar1 bar=0.1 Mpa=100 kPa=105 Pa
水銀柱ミリメートルmmHg1 mmHg=133.322 Pa
オングストリームÅ1 Å=0.1 nm=100 pm=10-10m
海里M1 M=1852 m
バーンb1 b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2
ネーパNpSI単位との数値的な関係は、対数量の定義に依存
ベルB
デシベルdB

基本物理定数の値

物理量記号数値SI単位
アボガドロ定数NA6.02214076×1023mol−1
気体定数R8.314462618…J・mol−1・K−1
ボルツマン定数k,kB1.380649×10−23J・K−1
プランク定数h6.62607015×10−34J・s
理想気体の体積*Vm22.41396954…×10−3m3・mol−1
真空中の光速度c2.99792458×108m・s−1
電気素量e1.602176634×10−19C
ファラデー定数F9.648533212…×104C・mol−1
ボーア半径ao5.29177210903(80)×10−11m

*:標準状態(温度 273.15 K,圧力 1013.25 hPa(1 atm))における体積.

組立単位

単位の名称単位記号及び基本単位による表現他のSI単位も用いた表現
平面角ラジアンrad = m/m
立体角ステラジアンsr = m2/m2
周波数ヘルツHz = s−1
ニュートンN = kg m s−2
圧力、応力パスカルPa = kg m−1 s−2N/m2
エネルギー、仕事、熱量ジュールJ = kg m2 s−2N m
仕事率、放射束ワットW = kg m2 s−3J/s
電荷クーロンC = A s
電位差ボルトV = kg m2 s−3 A−1W/A
静電容量ファラドF = kg−1 m−2 s4 A2C/V
電気抵抗オームΩ = kg m2 s−3 A−2V/A
コンダクタンスジーメンスS = kg−1 m−2 s3 A2A/V
磁束ウェーバWb = kg m2 s−2 A−1V s
磁束密度テスラT = kg s−2 A−1Wb/m2
インダクタンスヘンリーH = kg m2 s−2 A−2Wb/A
セルシウス温度セルシウス度°C = K
光束ルーメンlm = cd sr (注)cd sr
照度ルクスlx = cd sr m−2 (注)lm/m2
放射性核種の放射能ベクレルBq = s−1
吸収線量、カーマグレイGy = m2 s−2J/kg
線量当量シーベルトSv = m2 s−2J/kg
酵素活性カタールkat = mol s−1

単位の書き方

  • 量の記号は斜体(イタリック体)で、単位記号は直立体で記述する。(例: g = 9.806 65 m/s2
  • 数値と単位記号の間には半角スペースを挿入する。
  • 単位記号の積は半角スペースもしくは中黒(·)で表す。(例: N m、N·m)
  • 単位記号の商は、水平の線(分数)、斜線または負の指数で表す。(例: m/s、m s−1
  • 接頭語の記号は直立体とし、単位記号との間に間隙を置かずに表記する。
  • 接頭語は1つだけを用い、 μμF や mmm 、 nkg のように2つ以上重ねてはならない。
  • 接頭語付きの単位に指数が付されているときは、その指数は母体となる単位と接頭語の両方に累乗が掛かる。
    (例: 1 cm3 = (10−2 m)3 = 10−6 m3、 1 μs−1 = (10−6 s)−1 = 106 s−1

単位換算

Kgf/cm2MPaKPa

Kgf/cm2MPaKPa

Kcal/h→KWKcal/hKW

℃→K(ケルビン)℃K(ケルビン)=273.15+℃

重量キログラムは Kgw = 重量( w ) 、Kgf = 力( f )を表す。

主なSI単位への換算率表

1[kgf]=9.8[N]
圧力1[Pa]=1[N/m2]
仕事・エネルギー・熱量1[J]=1[W・s]=1/1000*1/3600=2.7778 × 10-7
比熱1[cal]=4.186[J]
仕事率(工率・動力)熱流1 [kgf・m/s] = 9.8 W 
1 [PS] (馬力)= 75 [kgf・m/s]
粘度 Pa・s1P=1dyn・s/cm2 =1g/cm・s, 1Pa・s=1N・s/m2, 1cP=1mPa・s
動粘度 1 [st] (ストークス)=  10-4[m2/s]
1St=1cm2/s, 1cSt=1mm2/s
3)力学および材料力学関係
CGS系および重力系単位の記号(名称)SI単位への換算係数SI単位の記号(名称)
質 量kg (キログラム)1kg (キログラム)
kgf (重量キログラム)9.80665N (ニュートン)
力のモーメントkgf・m (重量キログラムメートル)9.80665N・m (ニュートンメートル)
応力および圧力kgf/m2 (重量キログラム毎平方メートル)9.80665Pa (パスカル)
圧 力mmHg (水銀柱ミリメートル)1.33322×102 (=101325/760)Pa (パスカル)
粘 度P (ポアズ)10-1Pa・s (パスカル秒)
kgf・s/m2 (重量キログラム秒毎平方メートル)9.80665
動粘度St (ストークス)10-4m2/s (平方メートル毎秒)
表面張力kgf/m (重量キログラム毎メートル)9.80665N/m (ニュートン毎メートル)
エネルギーcal (カロリー)4.1868J (ジュール)
仕 事kgf・m (重量キログラムメートル)9.80665
熱 量kW・h (キロワット時)3.600×106
電力量PS・h (馬力時)≒2.64779×106
eV (電子ボルト)≒1.60219×10-19
仕事率および動力W (ワット)1W (ワット)
PS (馬力)≒735.5
kgf・m/s (重量キログラム秒毎メートル)9.80665
量記号単位記号単位記号(よみ)
起電力E、eボルト
電圧V、vボルト
電流I、iアンペア
電気抵抗
抵抗
R、rΩオーム
コンダクタンスG、gジーメンス
インピーダンスZ、zΩオーム
アドミタンスY、yジーメンス
リアクタンスX、xΩオーム
サセプタンスB、bジーメンス
周期
周波数Hzヘルツ
電位ボルト
電位差ボルト
電圧降下ボルト
抵抗率ρ(ロー)Ω・mオーム・メートル
導電率σ(シグマ)S/mジーメンス
・パー・メートル
熱エネルギージュール
電気エネルギージュール
電力ワット
電力量W・s

W・h
ワット・秒

ワット・時
磁力ニュートン
磁極の強さm、MWbウェーバ
透磁率μ(ミュー)H/mヘンリー
・パー・メートル
磁界の強さA/mアンペア
・パー・メートル
磁束Φ(ファイ)Wbウェーバ
磁束密度

Wb/m
テスラ

ウェーバ
・パー・平方メートル
起磁力N・Iアンペア
磁気抵抗RmA/Wb


-1
アンペア
・パー・ウェーバ

毎ヘンリー
電磁力ニュートン
トルクN・mニュートン・メートル
誘導起電力ボルト
自己インダクタンスヘンリー
相互インダクタンスヘンリー
静電力ニュートン
電気量
電荷
Q、qクーロン
誘電率ε(イプシロン)F/mファラッド
・パー・メートル
電界の強さV/mボルト
・パー・メートル
電束Ψ(プサイ)クーロン
電束密度C/mクーロン
・パー・平方メートル
静電容量ファラッド

主な工学単位とSI単位の単位比較

 工学単位SI単位
基本単位長さmm
時間ss
温度℃(セシウス度)K(ケルビン)
質量kgf/(m/s2)kg
重量(重さ)kgf
kgfN(ニュートン)
組立単位速度m/sm/s
圧力、応力kgf/m2Pa(パスカル)
密度Kgf・s2/m4kg/m3
モーメントkgf・mN・m
粘度kgf・s/m2Pa・s
動粘度m2/sm2/s
仕事kgf・mJ(ジュール)
仕事率、動力kgf・m/sW(ワット)
単位の名称記号SI単位への換算率
角 度ラジアンrad1rad=1rad
長 さメートルm1m=1m
オングストロームÅ1 Å =1×10-10m
面 積平方メートルm21m2=1m2
アールa1 a=100m2
面 積平方メートルm21 m2=1 m2
体 積立方メートルm31 m3=1 m3
リットルl1 l =1×10-3m3
速度メートル毎秒m/s1 m/s=1 m/s
加速度メートル毎秒毎時m/s21 m/s2=1 m/s2
ジーG1 G=9.80665m/s2
質量キログラムkg1kg=1kg
密 度キログラム毎立方メートルkg/m31 kg/m3=1 kg/m3
ニュートンN1N=1N
重量キログラムkgf1kgf=9.80665N
力のモーメントニュートンメートルN・m1 N・m=1 N・m
重量キログラムメートルkgf・m1 kgf・m =9.80665N・m
圧力及び応力パスカルPa1Pa=1Pa
重量キログラム毎平方メートルkgf/m21 kgf/m2=9.80665Pa
水柱メートルmH2O,mAq1 mH2O =9.80665×103Pa
水銀柱メートルmHg1 mHg=1.33322×105Pa
量の分類単位の名称記号SI単位への換算率
粘 度パスカル秒Pa・s1 Pa・s=1 Pa・s
ポアズP1 P=1×10-1N・S/ m2
動粘度平方メートル毎秒m2/s1 m2/s=1 m2/s
ストークスSt1 St=1×10-4m2/s
仕事、エネルギー、熱量ジュールJ1J=1J
ワット秒W・s1 W・s =1J
重量キログラムメートルkgf・m1 kgf・m =9.80665J
ワット時W・h1 W・h =3.6×103J
カロリーcal1 cal =4.18605J
熱化学カロリーcalth1 calth =4.184J
リットル気圧l・atm1l・atm =1.01325×102J
動力、仕事率、熱流ワットW1W=1W
重量キログラムメートル毎秒kgf・m/s1 kgf・m/s =9.80665W
仏馬力PS1 PS ≒735.5W
温度ケルビンK1K=1K
セルシウス度またはセ氏度t ℃=(t+273.15)K
磁界の強さアンペア毎メートルA/m
エルステッドOe1 Oe =79.5775A/m
磁束密度テスラT 
ガウスGs、G1 Gs =1×10-4T
ガンマγ1 γ=1×10-9T

質量と重量の違い

・質量—– 物質そのものが保有する量 (SI単位はkg、工学単位はkgf/(m/s2))
・重量—– 物質に働く重力の大きさ (SI単位はN、工学単位はkgf)

力の単位

・SI単位: N(ニュートン)
・工学単位(重力単位): kgf
・単位換算: 1kgf = 9.8N  1N=0.10972kgf

定義:1[N]とは、1[kg]の質量をもつ物体に1[m/s2]の加速度を生じさせる力
1[N]=1[kg・m/s2]

圧力の単位

・SI単位: Pa(パスカル)
・工学単位(重力単位): kgf/m2
・単位換算: 1kgf/cm2=0.098MPa  1MPa=10.197kgf/cm2

定義:1[Pa]とは、1[m2]の面積に1[N]が作用したときの圧力
1[Pa]=1[N/m2]

仕事の単位

・SI単位: J(ジュール)
・工学単位(重力単位): kgf・m
・単位換算: 1kgf・m=9.8J 1J=0.10197kgf・m

定義:1[J]とは、1[N]の力がその力の方向に物体を1[m]動かすときの仕事
1[J]=1[N・m]

動力(仕事率)の単位

・SI単位: W(ワット)
・工学単位(重力単位): kgf・m/s
・単位換算: 1kgf・m/s= 9.8W 1W=0.10197kgf・m/s

定義:1[W]とは、1[s]当たりに1[J]の仕事をしたときの仕事率
1[W]=1[J/s]

電位[V=J/C]

位置エネルギー:U=qϕ
電位 ϕ
電荷 q

円、球の表面積、体積

分類求める内容計算式前提
円周ℓ=2πr半径 r
表面積S=πr2半径 r
表面積S=4πr2S=4πr^2半径 r
体積V=43πr3V=\frac{4}{3}πr^3半径 r
円柱表面積S=2πrh+2πr2半径 r
高さ h
体積V=2πr2h半径 r
高さ h
円錐表面積S=1+( hr\frac{h}{r} )2半径 r
高さ h
体積V=13πr2V=\frac{1}{3}πr^2h半径 r
高さ h
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