أوم
وحدة مشتقة في النظام الدولي · المقدار: المقاومة الكهربائية
01 · التعريف
الأوم الواحد مقاومة مقطع يُحدث فيه تيار أمبير واحد هبوطًا مقداره فولت واحد. والمقدار مأهول من الجهتين: سلك نحاسي مقطعه مليمتر مربع يعطي 17 ميلي أوم لكل متر، وملفّ التسخين عشرات الأومات، والمقاومة على اللوحة من الآحاد إلى الميجا أومات، والعزل جيجا أومات. وتتعلق المقاومة بالمادة والشكل والحرارة: في الفلزات تزداد مع التسخين، وفي أنصاف النواقل تنقص، وفي الفائق التوصيل دون الحرارة الحرجة تصير صفرًا تامًا.
تتركب مقاومة الموصل من ثلاثة أشياء: مقاومية المادة، والطول، ومساحة المقطع. فضعف الطول ضعف المقدار، وضعف الغلظ في القطر رُبعه، لأن المساحة تنمو نموّ المربع. ومدى القيم في الطبيعة أوسع منه عند أي مقدار كهربائي آخر: بين النحاس وزجاج الكوارتز أربع وعشرون رتبة. على أن قانون أوم لا يتحقق دائمًا: فهو صحيح للفلزات عند حرارة ثابتة، لا للديود ولا للمصباح المتوهّج ولا للتفريغ في الغاز، حيث تتعلق المقاومة بالتيار نفسه.
لا يخرج الخط المستقيم في المنحنى إلا مع مقاومة فلزية عند حرارة ثابتة. أما شعيرة المصباح المتوهّج فتحمى مع التيار، فتزداد مقاومتها عشرة أضعاف وينحني المنحنى إلى أسفل. والديود لا يوصل البتة حتى يبلغ الجهد عتبةً، ثم ينمو التيار نموًا أسّيًا. أما التفريغ في الغاز فأغرب من ذلك: فيه مقطع ذو مقاومة سالبة، يرافق فيه ازديادُ التيار هبوطَ الجهد — ولهذا بالذات يحتاج مصباح الفلورسنت إلى مُثبّط يحدّ التيار.
02 · التحويل
أدخل مقاومة — وستقلبها البطاقة إلى موصلية
السيمنز هو الأوم المقلوب، والجدول يقلب المقدار بدل أن يضربه. وكانت الأومات التاريخية تفارق أوم اليوم بأجزاء من المئة، وكفى ذلك لتتباعد حسابات البرق بين البلدان.
تُرمَّز قيم المقاومات بحلقات ملوّنة، لأن قطعة بحجم حبة الأرز لا موضع فيها لطبع الأرقام، والحلقات تُقرأ من أي جهة. الحلقتان الأوليان تعطيان الأرقام المعنوية، والثالثة المُضاعِف، والرابعة السماحية. أما القيم نفسها فلا تُؤخذ تباعًا بل من سلسلة E24: أربع وعشرون قيمة في كل عقد، مختارة بحيث تفارق المتجاورتان نحو عشرة في المئة وتتداخل مجالات سماحيتهما.
| الوحدة | الاسم | القيمة | أين يُصادَف |
|---|---|---|---|
| Ω | أوم، وحدة النظام الدولي | 1 | وحدة الانطلاق في هذه البطاقة |
| mΩ | ميلي أوم | 1000 | حيث تكون المقاومة عائقًا |
| µΩ | ميكرو أوم | 1000000 | تُقاس بالتوصيل بأربعة أسلاك |
| kΩ | كيلو أوم | 0.001 | أكثر أقسام المقياس أُلفةً |
| MΩ | ميجا أوم | 10⁻⁶ | وفوق ذلك يبدأ العزل |
| GΩ | جيجا أوم | 10⁻⁹ | هذا التيار لم يعد يقيسه جهاز عادي |
| S | سيمنز، الموصلية | 1 | مقدار مقلوب، لا وحدة أخرى |
| statΩ | أوم نظام CGS الكهرساكن | 1.113·10⁻¹² | نحو تسعمئة جيجا أوم في وحدة واحدة |
| abΩ | أبأوم نظام CGS الكهرمغناطيسي | 10⁹ | أصغر من الأوم بمليار مرة |
| Ω (int.) | الأوم الدولي 1908 | 0.9995 | عمود زئبق طوله 106.3 cm |
| Ω₉₀ | الأوم العملي 1990 | 1 | كان يفارق بسبعة عشر جزءًا من المليار |
| h/e² | المقاومة الكمّية | 3.874·10⁻⁵ | عدد مضبوط منذ 2019 |
| Ω | أوم | 1 | وحدة الانطلاق في هذه البطاقة |
الأوم والسيمنز مقلوب أحدهما الآخر: الفيزياء نفسها مكتوبة مقاومةً أو موصليةً
03 · رتب المقادير
من الفائق التوصيل إلى العازلأوم واحد: متر من سلك النيكروم أدقّ من عود ثقاب
04 · أجهزة القياس
بمَ تُقاس المقاومة
يمرّر في القطعة تيارًا من عنده ويقيس هبوط الجهد. ولا يعمل إلا على دارة مقطوعة التغذية: الجهد الغريب يفسد القراءة أو يتلف الجهاز. والجهاز يرى كذلك الفروع المتوازية في الدارة، ولهذا تُلحَم المقاومة خارجًا عند الفحص في الأغلب.
أربعة أذرع وغلفانومتر في القُطر: تُوازَن المقاومة المقيسة بأخرى معلومة حتى يستقر المؤشر على الصفر. والدقة لا تتعلق إلا بالمقاومات المعيارية وحساسية مؤشر الصفر، لا بالتغذية — ومن هنا أجزاء المليون في جسور المختبرات.
يُساق التيار بزوج من الأسلاك ويؤخذ الجهد بزوج آخر — فتسقط مقاومة الأسلاك والتماسات من النتيجة. وبغير هذه الحيلة لا تُقاس الميلي أومات: فأطراف جهاز القياس تعطي وحدها نحو عُشر أوم.
غاز إلكتروني ثنائي البعد في مجال مغناطيسي قوي، عند كلفن واحد تقريبًا، يعطي مقاومة تساوي تمامًا ثابت فون كليتسينغ مقسومًا على عدد صحيح. ولا تتعلق القيمة بالمادة ولا بشكل العينة — وتبلغ قابلية التكرار أجزاءً من المليار.
05 · قواعد الكتابة
الرمز Ω أوميغا يونانية، لا حرف O ولا كلمة «Ohm»
يفرد اليونيكود للرمز موضعًا خاصًا هو U+03A9؛ أما «Ω» من كتلة Letterlike Symbols فمهجورة رسميًا وإن بدت مثلها. يُكتب الكيلو أوم kΩ والميجا أوم MΩ. وفي المخططات تحلّ السابقة محلّ الفاصلة العشرية: 4k7 تعني 4.7 kΩ.
الحرف m الصغير يعني ميلي، والحرف M الكبير يعني ميجا، والخلط بين الميلي أوم والميجا أوم يعطي فرقًا في تسع رتب. والرمز الروسي Ом بحرف О كبير.
06 · الوحدات المجاورة
الأوم والسيمنز يصفان الخاصية نفسها من جهتين. وفي التيار المتناوب يُضاف إلى المقاومة جزء تفاعلي، ويسمّى المقدار كاملًا معاوقة — وتُقاس بالأومات نفسها.
الأوم المقلوب
مقاومة
المقاومية
ممانعة الموجة في الفراغ ليست خاصية لأي مادة، بل ثابت يربط بين المجالين الكهربائي والمغناطيسي لموجة سائرة. ومن بطاقات Simetrium يجاور الأوم فولت و أمبير من قانون أوم، سيمنز بوصفها مقدارًا مقلوبًا، واط و هنري s الفاراد، وهي التي تحدّد الجزء التفاعلي من المعاوقة.
07 · القسم التاريخي
القانون الذي سُخر منه أول الأمر
نشر أوم قانونه سنة 1827 فقوبل باتهامات الشعوذة: رأى زملاؤه أن الكهرباء لا تنقاد لنسب بسيطة. وجاء الاعتراف بعد عشرين سنة.
أرغم كابل عبر الأطلسي المهندسين على الاتفاق على مقياس للمقاومة. وأصدرت لجنة الجمعية البريطانية ملفّات معيارية، غير أن قيمتها تبيّن بعد حين أنها أدنى بواحد وثلث في المئة.
عُرّف الأوم الدولي بأنه مقاومة عمود من الزئبق كتلته 14.4521 غرامًا وطوله 106.3 سنتيمترًا، عند درجة انصهار الجليد. وكان في وسع أي مختبر أن يعيد إنتاج الوحدة متى توفّر لديه زئبق نقي وموازين دقيقة.
اكتشف كلاوس فون كليتسينغ أن مقاومة هول في غاز ثنائي البعد تأخذ قيمًا متقطعة تمامًا لا تتعلق بالعينة. وبعد عشر سنين بُني على هذا الأثر معيار، ونال هو نفسه جائزة نوبل.
ظل الأوم أربعين سنة عمودًا من الزئبق — إلى أن وُجدت الدرجات في غاز ثنائي البعد
كان الأوم الدولي يُضبط بالزئبق في أنبوب زجاجي متفق على طوله وكتلته وحرارته: تثبت قابلية التكرار عند الرقم الرابع، وكان لا بد من إعادة معايرة الأنابيب. وفي 1980 اكتشف فون كليتسينغ أن مقاومة غاز إلكتروني ثنائي البعد في مجال مغناطيسي قوي تستقر على هضاب هي مضاعفات h/e²، بدقة لا تبلغها أي مادة. وبعد عشر سنين صار ذلك المعيار العملي، وفي 2019 ثُبّت h و e عددين مضبوطين — فانتقلت مقاومة هول الكمّية من مقدار يُقاس إلى مقدار يُعرَّف.
الدليل · وحدات القياس
بطاقة لكل مقدار
سبع وحدات أساسية في النظام الدولي، واثنتان وعشرون وحدة مشتقة لها أسماء خاصة، ووحدات خارج النظام لا تستغني عنها التقنية ولا الحياة اليومية. لكل وحدة ورقتها: التعريف، التحويل، الأجهزة، قواعد الكتابة. بـ 32 لغة.
وحدات دولية مشتقة لها أسماء خاصة
بطاقة الأوم مفتوحةالوحدات الأساسية في النظام الدولي
باللون الطيني — الوحدات الأربع التي يتركب منها الأومالمقاومة في أنظمة أخرى
لغة البطاقة
32 لغة. الرمز Ω عالمي، أما مقطع الأسلاك فيُذكر على أوجه مختلفة: بالمليمترات المربعة في أوروبا وبمقياس AWG في أمريكا الشمالية — وفي الترجمات تُردّ الجداول إلى العرف المحلي.