Ohm
Georg Ohm underviste i matematik på et gymnasium i Köln og målte om aftenen strømmen i metaltråde. Datidens batterier blev hurtigt flade, så i 1826 tog han et termoelement: den ene lodning i kogende vand, den anden i smeltende is. Det gav en jævn spænding. Ohm skiftede mellem tråde af forskellig længde og så, hvor meget magnetnålen over ledningen gav udslag.
I 1827 beskrev han loven: strømmen er proportional med spændingen og omvendt proportional med modstanden. Bogen blev modtaget køligt, og anerkendelsen kom først omkring femten år senere. Én ohm er den modstand, hvor en spænding på 1 V driver en strøm på 1 A. En elkedels varmelegeme har omkring 26 Ω, en modstand på et printkort tusinder af ohm.
| Betegnelse | Ω |
| Definition | volt pr. ampere · V/A · kg·m²·s⁻³·A⁻² |
| Referenceværdier | R_K — 25 812,807 45 Ω · international ohm — 1,000 49 Ω · vakuummets bølgeimpedans — 376,73 Ω |
| Indført | 1861, British Association · international ohm 1881 · i SI siden 1960 |
| Standarder | ISO 80000-6 · IEC 60062 · SI Brochure 9th ed. |
| Typiske værdier | 17 mΩ — en meter kobbertråd på 1 mm² · 26 Ω — en elkedels varmelegeme · 4,7 kΩ — en modstand på et printkort |
01 · Definition
En volt for hver ampere
Modstanden R viser, hvilken spænding der skal til for at drive en strøm på én ampere gennem en leder. Én ohm er én volt pr. ampere. Elektronerne i et metal støder hele tiden ind i gitterets vibrerende atomer og afgiver energi til dem. Derfor bliver en ledning varm, når der går strøm i den.
En lednings modstand vokser med længden og falder med tykkelsen. Den afhænger også af materialet: nikrom har 65 gange større modstand end kobber. I metaller stiger modstanden ved opvarmning, mens den i kul falder en smule.
Sådan aflæses en modstand ud fra ringene
På en lille modstand er der ikke plads til tal, så værdien males på som ringe. De to første ringe er cifre, den tredje er multiplikatoren, og den fjerde, lidt for sig selv, er tolerancen. Sort betyder 0, brun 1, rød 2 og så videre gennem regnbuen til hvid 9. Vælg farverne, så vises værdien med tolerancegrænser nedenfor.
En lednings modstand er materialets resistivitet ganget med længden og divideret med tværsnittet. Hundrede meter kobbertråd med et tværsnit på 1 mm² har 1,7 Ω. En elkedels varmelegeme på 2 kW ved 230 V har omkring 26 Ω: det laves af nikrom, tyndt og kort.
Hvornår Ohms lov gælder, og hvornår den ikke gør
Til venstre står en laboratorieforsyning: op til 24 V, og strømmen begrænses til ti ampere. Mellem to klemmer er der spændt en tråd. Strømmen varmer den op, og af varmen hænger den ned, bliver rød, så gul og kan smelte. Til højre viser en lup, hvad der sker indeni: de violette prikker er gitterets atomer, som ryster mere, jo varmere metallet er; de turkise er elektroner, og et glimt er et sammenstød. Tråden kan sænkes ned i vand: der bliver den ikke varmere end 100 °C. Tiden i scenen går fire gange hurtigere.
Flyt spændingen, og se tråden blive varm.
02 · Omregning
| Enhed | Værdi | Hvor den forekommer |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Glødetråden i en 60 W-pære har omkring 880 Ω, når den er varm, og tretten gange mindre, når den er kold.
Siemens er den omvendte størrelse: en konduktans på 1 S betyder en modstand på 1 Ω, og 1 mS betyder 1 kΩ.
En superleder har præcis nul modstand: en strøm i en ring af den løber i årevis uden nogen kilde.
03 · Størrelsesordener
04 · Måleinstrumenter
05 · Skriveregler
06 · Naboenheder
07 · Historisk afsnit
Den internationale ohm fra 1893 er modstanden i en kviksølvsøjle, der er 106,3 cm lang og vejer 14,4521 g ved 0 °C, altså med et tværsnit på omkring 1 mm². Man brugte kviksølv, fordi det er let at rense og at fylde i et rør på samme måde i ethvert laboratorium. Senere viste det sig, at denne ohm var 0,049 % større end nutidens.
Siden 1990 er ohmen blevet opretholdt med kvante-Hall-effekten. I en tynd film i et stærkt magnetfelt og ved dyb kulde lægger Hall-modstanden sig på jævne trin R_K/i. Von Klitzing-konstanten R_K = h/e² er 25 812,807 45 Ω, og siden 2019 er tallet eksakt.
Katalog over størrelser
hele registret →SI-systemets syv grundenheder
En dråbe syre ændrer saftens farve, salt farver flammen, vand fryser ved et bank. Under dem alle Simetriums ark, efter fagområde og alfabetisk.
Åbn registret →