Ohm
Georg Ohm gaf wiskunde aan een gymnasium in Keulen en mat ’s avonds de stroom in draden. De batterijen van die tijd raakten snel leeg, dus in 1826 nam hij een thermokoppel: de ene las in kokend water, de andere in smeltend ijs. Dat gaf een constante spanning. Ohm verwisselde draden van verschillende lengte en keek hoe ver de magneetnaald boven de draad uitsloeg.
In 1827 beschreef hij de wet: de stroom is evenredig met de spanning en omgekeerd evenredig met de weerstand. Het boek werd koel ontvangen; erkenning kreeg Ohm pas zo’n vijftien jaar later. Eén ohm is de weerstand waarbij een spanning van 1 V een stroom van 1 A laat lopen. Het element van een waterkoker heeft zo’n 26 Ω, een weerstand op een printplaat duizenden ohm.
| Aanduiding | Ω |
| Definitie | volt per ampère · V/A · kg·m²·s⁻³·A⁻² |
| Referentiewaarden | R_K — 25 812,807 45 Ω · internationale ohm — 1,000 49 Ω · golfimpedantie van het vacuüm — 376,73 Ω |
| Ingevoerd | 1861, British Association · internationale ohm 1881 · in het SI sinds 1960 |
| Normen | ISO 80000-6 · IEC 60062 · SI Brochure 9th ed. |
| Typische waarden | 17 mΩ — een meter koperdraad van 1 mm² · 26 Ω — element van een waterkoker · 4,7 kΩ — weerstand op een printplaat |
01 · Definitie
Eén volt voor elke ampère
De weerstand R geeft aan welke spanning nodig is om een stroom van één ampère door een geleider te sturen. Eén ohm is één volt per ampère. Elektronen in een metaal botsen voortdurend met de trillende atomen van het rooster en geven er energie aan af. Daarom wordt een draad warm als er stroom door loopt.
De weerstand van een draad neemt toe met de lengte en af met de dikte. Hij hangt ook af van het materiaal: nichroom heeft een 65 keer hogere soortelijke weerstand dan koper. Bij metalen stijgt de weerstand bij verhitting, bij koolstof daalt hij een beetje.
Hoe je een weerstand afleest aan de ringen
Op een piepklein weerstandje passen geen cijfers, daarom wordt de waarde in ringen geschilderd. De eerste twee ringen zijn cijfers, de derde is de vermenigvuldiger, de vierde, apart van de rest, de tolerantie. Zwart betekent 0, bruin 1, rood 2 en zo verder door de regenboog tot wit 9. Kies de kleuren, dan verschijnt onderaan de waarde met de tolerantiegrenzen.
De weerstand van een draad is gelijk aan de soortelijke weerstand van het materiaal maal de lengte, gedeeld door de doorsnede. Honderd meter koperdraad met een doorsnede van 1 mm² heeft 1,7 Ω. Het element van een waterkoker van 2 kW op 230 V heeft zo’n 26 Ω: daarvoor neemt men nichroom, dun en kort.
Wanneer de wet van Ohm geldt, en wanneer niet
Links een labvoeding: spanning tot 24 V, en de stroom begrenst hij op tien ampère. Tussen twee klemmen is een draad gespannen. De stroom verwarmt hem, en door de warmte gaat hij doorhangen, gloeit rood, dan geel, en kan smelten. Rechts laat een vergrootglas de binnenkant zien: violette stippen zijn atomen van het rooster, ze trillen harder naarmate het metaal heter is; turquoise stippen zijn elektronen, een flits is een botsing. Je kunt de draad in water dompelen: daar wordt hij niet heter dan 100 °C. De tijd in de scène loopt vier keer zo snel.
Verschuif de spanning en kijk hoe de draad opwarmt.
02 · Omrekening
| Eenheid | Waarde | Waar het voorkomt |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
De gloeidraad van een lamp van 60 W heeft heet zo’n 880 Ω, koud dertien keer minder.
De siemens is het omgekeerde: een geleidbaarheid van 1 S betekent een weerstand van 1 Ω, en 1 mS betekent 1 kΩ.
Een supergeleider heeft precies nul weerstand: stroom in een ring ervan loopt jarenlang zonder bron.
03 · Ordes van grootte
04 · Meetinstrumenten
05 · Schrijfregels
06 · Naburige eenheden
07 · Historisch deel
De internationale ohm van 1893 is de weerstand van een kwikkolom van 106,3 cm lang en 14,4521 g zwaar bij 0 °C, dus met een doorsnede van ongeveer 1 mm². Men koos kwik omdat het makkelijk te zuiveren is en in elk laboratorium op dezelfde manier in een buis te gieten. Later bleek deze ohm 0,049 % groter dan de huidige.
Sinds 1990 wordt de ohm vastgelegd met het quantum-Hall-effect. In een dunne laag in een sterk magneetveld en bij diepe koude komt de Hall-weerstand op gelijkmatige treden R_K/i te staan. De von-Klitzingconstante R_K = h/e² is 25 812,807 45 Ω, en sinds 2019 is dat getal exact.
Catalogus van grootheden
de hele index →De zeven SI-basiseenheden
Een druppel zuur verandert de kleur van het sap, zout kleurt de vlam, water bevriest door een tik. Daaronder alle bladen van Simetrium, per vakgebied en alfabetisch.
Index openen →