Ohmi
Georg Ohm opetti matematiikkaa kölniläisessä lukiossa ja mittasi iltaisin virtaa metallilangoissa. Sen ajan paristot tyhjenivät nopeasti, joten vuonna 1826 hän otti käyttöön termoparin: toinen liitos oli kiehuvassa vedessä, toinen sulavassa jäässä. Se antoi tasaisen jännitteen. Ohm vaihtoi eripituisia lankoja ja katsoi, kuinka paljon johtimen yläpuolella oleva magneettineula poikkesi.
Vuonna 1827 hän kuvasi lain: virta on suoraan verrannollinen jännitteeseen ja kääntäen verrannollinen resistanssiin. Kirja otettiin vastaan kylmästi, ja tunnustus tuli Ohmille vasta noin viidentoista vuoden kuluttua. Yksi ohmi on resistanssi, jossa 1 V:n jännite ajaa 1 A:n virran. Vedenkeittimen vastus on noin 26 Ω, piirilevyn vastus tuhansia ohmeja.
| Merkintä | Ω |
| Määritelmä | voltti ampeeria kohti · V/A · kg·m²·s⁻³·A⁻² |
| Vertailuarvot | R_K — 25 812,807 45 Ω · kansainvälinen ohmi — 1,000 49 Ω · tyhjiön aaltoimpedanssi — 376,73 Ω |
| Otettiin käyttöön | 1861, British Association · kansainvälinen ohmi 1881 · SI-järjestelmässä vuodesta 1960 |
| Standardit | ISO 80000-6 · IEC 60062 · SI Brochure 9th ed. |
| Tyypillisiä arvoja | 17 mΩ — metri 1 mm²:n kuparijohdinta · 26 Ω — vedenkeittimen vastus · 4,7 kΩ — piirilevyn vastus |
01 · Määritelmä
Voltti jokaista ampeeria kohti
Resistanssi R kertoo, kuinka suuri jännite tarvitaan, jotta johtimen läpi kulkee yhden ampeerin virta. Yksi ohmi on yksi voltti ampeeria kohti. Metallin elektronit törmäilevät jatkuvasti hilan värähteleviin atomeihin ja luovuttavat niille energiaa. Siksi johdin lämpenee, kun siinä kulkee virta.
Johtimen resistanssi kasvaa pituuden mukana ja pienenee paksuuden kasvaessa. Se riippuu myös materiaalista: nikromin resistiivisyys on 65 kertaa kuparin resistiivisyys. Metalleilla resistanssi kasvaa lämmetessä, hiilellä se hieman pienenee.
Näin vastus luetaan raidoista
Pieneen vastukseen ei mahdu numeroita, joten arvo maalataan renkaina. Kaksi ensimmäistä raitaa ovat numeroita, kolmas on kerroin ja neljäs, muista erillään, on toleranssi. Musta tarkoittaa 0, ruskea 1, punainen 2 ja niin edelleen sateenkaaren läpi valkoiseen 9. Valitse värit, niin alle tulee arvo toleranssirajoineen.
Johtimen resistanssi on materiaalin resistiivisyys kerrottuna pituudella ja jaettuna poikkipinta-alalla. Sata metriä kuparijohdinta, jonka poikkipinta-ala on 1 mm², on 1,7 Ω. 2 kW:n vedenkeittimen vastus 230 V:n jännitteellä on noin 26 Ω: se tehdään nikromista, ohuesta ja lyhyestä langasta.
Milloin Ohmin laki pätee ja milloin ei
Vasemmalla on laboratorion virtalähde: jännite enintään 24 V, ja virta rajoitetaan kymmeneen ampeeriin. Kahden puristimen väliin on pingotettu lanka. Virta lämmittää sitä, ja kuumuudesta lanka riippuu, hehkuu punaisena, sitten keltaisena ja voi sulaa. Oikealla suurennuslasi näyttää, mitä sisällä tapahtuu: violetit pisteet ovat hilan atomeja, jotka värisevät sitä kiivaammin, mitä kuumempi metalli on; turkoosit ovat elektroneja, ja välähdys on törmäys. Langan voi upottaa veteen: siellä se ei lämpene yli 100 °C:n. Aika kulkee näkymässä neljä kertaa nopeammin.
Säädä jännitettä ja katso, miten lanka lämpenee.
02 · Muunnos
| Yksikkö | Arvo | Missä esiintyy |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
60 W:n lampun hehkulangan resistanssi on kuumana noin 880 Ω ja kylmänä kolmetoista kertaa pienempi.
Siemens on käänteissuure: 1 S:n konduktanssi tarkoittaa 1 Ω:n resistanssia, ja 1 mS vastaa 1 kΩ:a.
Suprajohteen resistanssi on tasan nolla: siitä tehdyssä renkaassa virta kulkee vuosia ilman lähdettä.
03 · Suuruusluokat
04 · Mittalaitteet
05 · Kirjoitussäännöt
06 · Naapuriyksiköt
07 · Historiallinen osa
Vuoden 1893 kansainvälinen ohmi on 0 °C:n lämpöisen elohopeapatsaan resistanssi, kun patsaan pituus on 106,3 cm ja massa 14,4521 g, eli poikkipinta-ala noin 1 mm². Elohopeaa käytettiin, koska se on helppo puhdistaa ja kaataa putkeen samalla tavalla missä tahansa laboratoriossa. Myöhemmin selvisi, että tämä ohmi oli 0,049 % nykyistä suurempi.
Vuodesta 1990 ohmi on ylläpidetty kvantti-Hall-ilmiön avulla. Ohuessa kalvossa voimakkaassa magneettikentässä ja syvässä kylmyydessä Hall-resistanssi asettuu tasaisille portaille R_K/i. Von Klitzingin vakio R_K = h/e² on 25 812,807 45 Ω, ja vuodesta 2019 luku on ollut tarkka.
Suureluettelo
koko hakemisto →SI-järjestelmän seitsemän perusyksikköä
Happotippa muuttaa mehun värin, suola värjää liekin, vesi jäätyy koputuksesta. Niiden alla kaikki Simetriumin lehdet aloittain ja aakkosittain.
Avaa hakemisto →