Het SI-stelsel is het op 11 oktober 1960 ingevoerde Internationale Stelsel van Eenheden (Frans: Système international d’Unités (SI)). De standaard wordt beheerd door het Bureau international des poids et mesures te Sèvres, Frankrijk. Frankrijk was ook het eerste land dat dit systeem (toen nog nationaal) invoerde op 10 december 1799.
Elke natuurkundige of chemische grootheid kan worden uitgedrukt in eenheden (bijvoorbeeld: afstand in meter en tijd in seconden).
Het SI is bedoeld om internationaal gemakkelijk gegevens te kunnen uitwisselen. Oorspronkelijk hadden veel landen verschillende maatstelsels. De Britten en de Amerikanen gebruiken soms nog niet-SI-eenheden, zoals pound (voor massa), inch, foot, yard en mile (voor lengte of afstand). Ook in Liberia en Myanmar (het vroegere Birma) worden deze eenheden nog algemeen gebruikt. Deze zogeheten imperiale eenheden zijn ook gebruikelijk bij het meten van de diameter of diagonaal van een aantal dingen zoals fietswielen (verouderd), trommels, computermonitoren, de afmetingen van andere computeronderdelen, het raster van printplaten of de resolutie van bijvoorbeeld printers.
Naast het imperiale stelsel zijn er ook niet-SI-eenheden die wél zijn goedgekeurd voor gebruik samen met SI-eenheden. Voorbeelden hiervan zijn de liter (voor inhoud), uur en minuut voor tijd en graden Celsius voor temperatuur (de SI-eenheden voor deze grootheden zijn respectievelijk kubieke meter voor inhoud, seconde voor tijd, Kelvin voor temperatuur en Joule voor energie). Ook hiervan afgeleide eenheden (zoals de kilowattuur die veel gebruikt wordt als eenheid van energie bij elektriciteitsleverantie) zijn geen SI-eenheden, maar wel toegestaan.
Het SI vormt een samenhangend geheel. Het is opgebouwd rond een aantal basiseenheden, die in combinatie met elkaar afgeleide SI-eenheden vormen. Door deze samenhang wordt het gebruik van constanten bij het omrekenen van bijvoorbeeld lengte, breedte en hoogte naar oppervlakte en gewicht zo veel mogelijk beperkt. In 1978 werd in Nederland het gebruik van dit stelsel in beroep, handel en onderwijs wettelijk verplicht gesteld door de IJkwet.
De term SI-stelsel lijkt misschien een pleonasme te zijn: de 'S' staat immers voor système, hetgeen systeem of stelsel betekent. Strikt genomen is het echter geen pleonasme, omdat SI verwijst naar een uniek object, en dus een 'eigennaam' is.
Het eenhedensysteem SI definieert zeven SI-basiseenheden. Dit zijn fundamentele eenheden voor natuurkundige grootheden. Alle andere SI-eenheden kunnen worden afgeleid van deze basiseenheden.
De zeven, onderling onafhankelijke basiseenheden zijn:
| Grootheid | Afk. | SI-basiseenheid | |
|---|---|---|---|
| Naam | Eenheid | ||
| lengte | l | meter | m |
| massa | m | kilogram | kg |
| tijd | t | seconde | s |
| elektrische stroom | I | ampère | A |
| temperatuur | t | kelvin | K |
| hoeveelheid stof | n | mol | mol |
| lichtsterkte | S | candela | cd |
Alle andere SI-eenheden kunnen worden uitgedrukt in termen van deze basiseenheden.
Er is geen duo van basiseenheden die alleen zijn gedefinieerd in termen van andere basiseenheden.
In 2007 besloot de 23e vergadering van de Conférence Générale des Poids et Mesures om te komen tot nieuwe definities van de basiseenheden, zodanig dat deze alleen nog van fundamentele natuurconstanten afhangen. Dit betreft vooral de kilogram, de ampère, de kelvin en de mol, waarvan de huidige definities direct of indirect gekoppeld zijn aan bijvoorbeeld spectraallijnen of artefacten.
Van deze basiseenheden zijn afgeleide eenheden gemaakt, zoals m² (vierkante meter) voor oppervlakte, of hertz, gedefinieerd als s-1.
Reeds in de tijd van Napoleon werden er gestandaardiseerde voorvoegsels bedacht. De namen waren voor de vergrotende voorvoegsels werden ontleend aan het Grieks en voor de verkleinende voorvoegsels aan het Latijn.
In de tweede helft van de twintigste eeuw werd daarom besloten de lijst van standaardvoorvoegsels uit te breiden en alleen deze voorvoegsels toe te staan. De micron werd daarmee micrometer (µm) en de ångström werd 0,1 nm. Naar analogie kan men nu ook microjoule en micronewton maken.
Bovendien werd besloten dat alleen voorvoegsels voor een macht van duizend (103n) zouden worden gebruikt. De voorvoegsels centi, deci, deka en hekto zijn dus geen onderdeel van het Système International. Veel van deze voorvoegsels blijven echter in algemeen gebruik. Zo zal niemand overwegen de centimeter werkelijk af te schaffen. In constructie tekeningen wordt alles al in mm getekend.
Naarmate de wetenschap vorderde zijn er steeds meer prefixen toegevoegd. Daarbij werd steeds meer getracht consequent te zijn.
Naast de SI-eenheden zijn er ook de SI-voorvoegsels of -prefixen, als volgt gedefinieerd:
| 10n | Voorvoegsel | Symbool | Naam | Decimaal equivalent |
|---|---|---|---|---|
| 1024 | yotta | Y | quadriljoen | 1 000 000 000 000 000 000 000 000 |
| 1021 | zetta | Z | triljard | 1 000 000 000 000 000 000 000 |
| 1018 | exa | E | triljoen | 1 000 000 000 000 000 000 |
| 1015 | peta | P | biljard | 1 000 000 000 000 000 |
| 1012 | tera | T | biljoen | 1 000 000 000 000 |
| 109 | giga | G | miljard | 1 000 000 000 |
| 106 | mega | M | miljoen | 1 000 000 |
| 103 | kilo | k | duizend | 1 000 |
| 102 | hecto | h | honderd | 100 (officieel niet meer geoorloofd) |
| 101 | deca | da | tien | 10 (officieel niet meer geoorloofd) |
| 10-1 | deci | d | tiende | 0,1 (officieel niet meer geoorloofd) |
| 10-2 | centi | c | honderdste | 0,01 (officieel niet meer geoorloofd) |
| 10-3 | milli | m | duizendste | 0,001 |
| 10-6 | micro | µ | miljoenste | 0,000 001 |
| 10-9 | nano | n | miljardste | 0,000 000 001 |
| 10-12 | pico | p | biljoenste | 0,000 000 000 001 |
| 10-15 | femto | f | biljardste | 0,000 000 000 000 001 |
| 10-18 | atto | a | triljoenste | 0,000 000 000 000 000 001 |
| 10-21 | zepto | z | triljardste | 0,000 000 000 000 000 000 001 |
| 10-24 | yocto | y | quadriljoenste | 0,000 000 000 000 000 000 000 001 |
In de landen van de Europese Unie is het gebruik van het SI als enig toegestane stelsel wettelijk verplicht. In het Verenigd Koninkrijk blijft het gebruik van de imperiale eenheden voor massa en lengte echter geoorloofd, hoewel de Britse overheid al in 1976 uitgebreide campagnes voerde om het metrische stelsel in te voeren.
De eenheden worden vaak verkeerd geschreven - met hoofdletter als dat niet moet, of andersom.
Er moet onderscheid worden gemaakt tussen de namen (newton, volt, meter) en de symbolen (N, V, m) voor eenheden. Zie de tabel en de uitleg daaronder.
| Naam | Symbool | |
|---|---|---|
| Afgeleid van persoonsnaam | millivolt | mV |
| megawatt | MW | |
| niet afgeleid van persoonsnaam | millimeter | mm |
| megaseconde | Ms |
De namen van de eenheden (dus voluit geschreven) volgen de regels van de betreffende taal. In het Nederlands worden zij met een kleine letter geschreven, ook wanneer zij zijn afgeleid van een persoonsnaam (newton, ampère, volt). Vanzelfsprekende uitzondering: als de eenheid aan het begin van een zin staat schrijft men een hoofdletter. In het Duits worden ze met een hoofdletter geschreven omdat het zelfstandige naamwoorden zijn. Ook kan de spelling van de voluitgeschreven naam in sommige talen afwijken (bijv. Duits: Zentimeter).
Voor de symbolen voor eenheden geldt dat de spelling zowel als het gebruik van hoofd- en kleine letters onafhankelijk van de taal in hele wereld gelijk is. De regel is dat het symbool met een kleine letter wordt geschreven, tenzij de naam van de eenheid van een eigennaam is afgeleid: in dat geval wordt de eerste letter een hoofdletter. Enkele voorbeelden:
De meeste symbolen zijn van een eigennaam afgeleid en worden daarom met een hoofdletter geschreven.
m is het symbool voor meter.
Deze regels brengen met zich mee dat het samengestelde symbool met een kleine letter kan beginnen en ergens middenin een hoofdletter heeft: kHz voor kilohertz.
Er is nog een typografische conventie die in elk geval de leesbaarheid ten goede komt: symbolen voor grootheden worden cursief geschreven, die voor eenheden worden rechtop (romein) geschreven: m = 25 kg (m (massa) is een grootheid, kg (kilogram) is een eenheid); I = 30 mA (I (stroom) is een grootheid, mA (milliampère) is een eenheid). Ook hiervoor is het aan te raden, deze regel bóven artistiek-typografische keuzes te laten prevaleren. Alleen als cursivering moeilijk of niet te realiseren is, mag van deze regel worden afgeweken.
De symbolen worden gecombineerd met een waarde in cijfers. Het is niet correct symbolen en namen door elkaar te gebruiken.
Onjuist is dus:
Correct is:
Eventueel kunnen namen van de eenheden (dus voluit geschreven) in het meervoud staan. In het Nederlands is dat alleen gebruikelijk bij de eenheid van tijd: acht seconden of acht secondes, en verder in informeel taalgebruik (bijvoorbeeld als er een woord tussen getal en eenheid staat: tien zware kilometers, of als het (grote) getal zelf in het meervoud staat: duizenden meters). In andere talen kan een meervoud onvermijdbaar zijn doordat de grammatica het eist (five kilogrammes).
De symbolen hebben nimmer een meervoudsvorm. Anderstaligen hebben soms de neiging een 's' (of, afhankelijk van de taal, een andere letter) aan het symbool toe te voegen (3 cms, 5 kgs). Dat is echter in strijd met internationale afspraken. Bovendien kan het verwarrend zijn, doordat de 's' ook het symbool voor seconde is.
Hoewel de symbolen voor de eenheden in alle talen gelijk zijn, kunnen er bij de namen verschillen optreden, vooral bij eenheden die vanouds in het dagelijks leven bekend zijn:
In het dagelijks leven wordt kilogram(me) in veel talen afgekort als kilo. Engelstaligen zeggen ook wel kilo als afkorting voor kilometre. Deze afkortingen zijn gebruikelijk bij huishoudelijke boodschappen; bij wetenschappelijk gebruik zijn ze taboe. Daar komt nog bij dat men bij huishoudelijk gebruik bij een kilo(gram) aan gewicht denkt en niet aan massa.
Een eigenaardigheid in het gesproken Engels is, dat in woorden die met kilo- beginnen, oorspronkelijk de tweede lettergreep beklemtoond werd (kilometre). Door de invoering van het SI in het Verenigd Koninkrijk, kwamen er veel meer van dit soort woorden, waardoor de neiging ontstond de klemtoon te verschuiven naar de meer onderscheidende eerste lettergreep (kilometre). Ook het Spaans heeft een van het Nederlands afwijkende klemtoon: kilómetro.