Ohm
Georg Ohm underviste i matematikk ved et gymnas i Köln og målte om kveldene strømmen i metalltråder. Datidens batterier ble fort utladet, så i 1826 tok han i bruk et termoelement: den ene loddingen i kokende vann, den andre i smeltende is. Det ga en jevn spenning. Ohm byttet mellom tråder av ulik lengde og så hvor mye kompassnålen over ledningen slo ut.
I 1827 beskrev han loven: strømmen er proporsjonal med spenningen og omvendt proporsjonal med resistansen. Boken ble kjølig mottatt, og anerkjennelsen kom først rundt femten år senere. Én ohm er resistansen der en spenning på 1 V driver en strøm på 1 A. Varmeelementet i en vannkoker har rundt 26 Ω, en motstand på et kretskort tusenvis av ohm.
| Betegnelse | Ω |
| Definisjon | volt per ampere · V/A · kg·m²·s⁻³·A⁻² |
| Referanseverdier | R_K — 25 812,807 45 Ω · internasjonal ohm — 1,000 49 Ω · vakuumets bølgeimpedans — 376,73 Ω |
| Innført | 1861, British Association · internasjonal ohm 1881 · i SI siden 1960 |
| Standarder | ISO 80000-6 · IEC 60062 · SI Brochure 9th ed. |
| Typiske verdier | 17 mΩ — en meter kobbertråd på 1 mm² · 26 Ω — varmeelementet i en vannkoker · 4,7 kΩ — en motstand på et kretskort |
01 · Definisjon
En volt for hver ampere
Resistansen R viser hvilken spenning som trengs for å drive en strøm på én ampere gjennom en leder. Én ohm er én volt per ampere. Elektronene i et metall kolliderer hele tiden med de vibrerende atomene i gitteret og gir fra seg energi til dem. Derfor blir en ledning varm når det går strøm i den.
Resistansen i en ledning øker med lengden og avtar med tykkelsen. Den avhenger også av materialet: nikrom har 65 ganger høyere resistans enn kobber. I metaller øker resistansen ved oppvarming, mens den i kull synker litt.
Slik leser man en motstand ut fra ringene
På en liten motstand er det ikke plass til tall, så verdien males på som ringer. De to første ringene er sifre, den tredje er multiplikatoren, og den fjerde, litt for seg selv, er toleransen. Svart betyr 0, brun 1, rød 2 og så videre gjennom regnbuen til hvit 9. Velg fargene, så vises verdien med toleransegrenser nedenfor.
Resistansen i en ledning er materialets resistivitet ganget med lengden og delt på tverrsnittet. Hundre meter kobbertråd med tverrsnitt 1 mm² har 1,7 Ω. Varmeelementet i en vannkoker på 2 kW ved 230 V har rundt 26 Ω: det lages av nikrom, tynt og kort.
Når Ohms lov gjelder, og når den ikke gjør det
Til venstre står en laboratoriekilde: opptil 24 V, og strømmen begrenses til ti ampere. Mellom to klemmer er det spent en tråd. Strømmen varmer den opp, og av varmen henger den ned, blir rød, så gul og kan smelte. Til høyre viser en lupe hva som skjer inni: de fiolette prikkene er atomene i gitteret, og de rister kraftigere jo varmere metallet er; de turkise er elektroner, og et glimt er et sammenstøt. Tråden kan senkes ned i vann: der blir den ikke varmere enn 100 °C. Tiden i scenen går fire ganger fortere.
Flytt spenningen og se tråden bli varm.
02 · Omregning
| Enhet | Verdi | Hvor den forekommer |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Glødetråden i en 60 W-pære har rundt 880 Ω når den er varm, og tretten ganger mindre når den er kald.
Siemens er den omvendte størrelsen: en konduktans på 1 S betyr en resistans på 1 Ω, og 1 mS betyr 1 kΩ.
En superleder har nøyaktig null resistans: en strøm i en ring av den går i årevis uten noen kilde.
03 · Størrelsesordener
04 · Måleinstrumenter
05 · Skriveregler
06 · Naboenheter
07 · Historisk del
Den internasjonale ohmen fra 1893 er resistansen i en kvikksølvsøyle som er 106,3 cm lang og veier 14,4521 g ved 0 °C, altså med et tverrsnitt på rundt 1 mm². Man brukte kvikksølv fordi det er lett å rense og å fylle i et rør på samme måte i ethvert laboratorium. Senere viste det seg at denne ohmen var 0,049 % større enn dagens.
Siden 1990 har ohmen blitt opprettholdt med kvante-Hall-effekten. I en tynn film i et sterkt magnetfelt og ved dyp kulde legger Hall-resistansen seg på jevne trinn 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 registeret →De sju SI-grunnenhetene
En dråpe syre endrer saftens farge, salt farger flammen, vann fryser av et bank. Under dem alle Simetriums ark, etter fagområde og alfabetisk.
Åpne registeret →