Cgs-järjestelmä
Sähköiset suureet

Sähkömagneettisten yksiköiden liittäminen cgs-järjestelmään ei ollut ongelmatonta. Sähköopin ja mekaniikan välillä on kaksi peruslakia, joita kumpaakin voidaan käyttää sähkösuureiden määrittelyyn. Kahden suoran johtimen välistä voimaa kuvaa Biotin–Savartin laki yhdistettynä Lorenzin voimayhtälöön
missä  l on johdinosan pituus,  I_{1} ja  I_{2} johdinten virrat,  r niiden välinen etäisyys,  F niiden johdinosalle kohdistama voima ja  k_{2} verrannollisuuskerroin. Vastaavasti sähköstaattisen voiman määrittelee Coulombin laki
missä  F on voima,  Q_{1} ja  Q_{2} varaukset,  r niiden välinen etäisyys ja  k_{1} verrannollisuuskerroin.
Yksikköjärjestelmää rakennettaessa voidaan vapaasti valita näille haluttu arvo, mutta Maxwellin yhtälöistä saadaan kertoimille yhteys valonnopeuteen:
Näiden kolmen kertoimen valinnoilla saadaan erilaiset sähköiset yksikköjärjestelmät. Cgs-järjestelmään liittyi useita sähköyksiköiden järjestelmiä, joissa kerrointen valinnan tarkoituksena on ollut yksinkertaistaa eri yhtälöitä.
Sähköstaattisessa cgs-järjestelmässä määriteltiin Coulombin laissa oleva kerroin  k_{2} oli määritelmän mukaan yksi. Sähköstaattinen varausyksikkö oli varaus, joka vaikutti toiseen, 1 cm:n päässä olevaan varaukseen yhden dynen voimalla. Muiden sähkösuureiden yksiköt määriteltiin tämän avulla. Sähkömagneettisessa järjestelmässä käytettiin alkujaan lähtökohtana magneettista napavoimakkuutta, jonka yksikkö määriteltiin vastaavalla tavalla magneettiseen Coulombin lakiin perustuen. Yhtä hyvin voitiin kuitenkin käyttää lähtökohtana sähkövirtojen välisiä magneettisia voimavaikutuksia. Jotta näin saatu yksikkö olisi yhtä suuri kuin napavoimakkuuksien avulla määritelty, oli Biot-Savartin lain kertoimelle  k_{1} kuitenkin annettava arvo 2.
Samoilla suureilla oli eri järjestelmissä hyvin eri suuruiset yksiköt, esimerkiksi sähkömagneettinen sähkövirran yksikkö oli 3 · 1010 kertaa suurempi kuin vastaava sähköstaattinen yksikkö, jänniteyksiköiden laita taas oli päinvastoin. Tämä suhdeluku on sama kuin valonnopeuden lukuarvo cgs-yksiköissä, senttimetreinä sekunnissa. Muutamilla suureilla, esimerkiksi sähkövastuksella, mittayksiköiden suhde oli jopa tämän neliö eli 9 · 1020. Näiden järjestelmien yhdistelmänä on eräillä fysiikan aloilla paljon käytetty Gaussin järjestelmää, jossa käytetään sähköstaattisen järjestelmän yksiköitä muille paitsi suoranaisesti magneettikenttään liittyville suureille.
SI-järjestelmässä valitut kertoimet ovat hankalampia, mutta useimmin käytetyille sähkösuureille, jännitteelle ja virralle, saadaan käytännöllisen suuruiset yksiköt. Ampeerin vuonna 1948 vahvistetusta määritelmästä kuitenkin seurasi, että 1 A oli tarkalleen 1/10 sähkömagneettista cgs-virtayksikköä, ja näin ollen muidenkin sähkösuureiden sähkömagneettisten cgs- ja SI-yksiköiden suhteet yleensä olivat kymmenen potensseja. Edellä mainittujen kerrointen k1, k2 ja α arvot eri yksikköjärjestelmissä on luokiteltu seuraavassa taulukossa:
| k1 | k2 | α | järjestelmä |
| --- | --- | --- | --- |
| 1 | c−2 | 1 | sähköstaattinen cgs-järjestelmä (esu) |
| c2 | 1 | 1 | sähkömagneettinen cgs-järjestelmä (emu) |
| 1 | c−2 | c−1 | Gaussin cgs-järjestelmä |
|  {\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}} |  {\frac {\mu _{0}}{4\pi }} | 1 | SI-järjestelmä |