Ohm
Georg Ohm undervisade i matematik vid ett gymnasium i Köln och mätte på kvällarna strömmen i trådar. Dåtidens batterier tog snabbt slut, så 1826 tog han till ett termoelement: en lödpunkt i kokande vatten, den andra i smältande is. Det gav en jämn spänning. Ohm bytte trådar av olika längd och såg hur mycket magnetnålen över tråden slog ut.
År 1827 beskrev han lagen: strömmen är proportionell mot spänningen och omvänt proportionell mot resistansen. Boken fick ett kyligt mottagande, och erkännandet kom först ett femtontal år senare. En ohm är den resistans vid vilken en spänning på 1 V driver en ström på 1 A. Värmeslingan i en vattenkokare har omkring 26 Ω, ett motstånd på ett kretskort tusentals ohm.
| Beteckning | Ω |
| Definition | volt per ampere · V/A · kg·m²·s⁻³·A⁻² |
| Referensvärden | R_K — 25 812,807 45 Ω · internationell ohm — 1,000 49 Ω · vakuums vågimpedans — 376,73 Ω |
| Infördes | 1861, British Association · internationell ohm 1881 · i SI sedan 1960 |
| Standarder | ISO 80000-6 · IEC 60062 · SI Brochure 9th ed. |
| Typiska värden | 17 mΩ — en meter koppartråd 1 mm² · 26 Ω — värmeslinga i vattenkokare · 4,7 kΩ — motstånd på kretskort |
01 · Definition
En volt för varje ampere
Resistansen R visar vilken spänning som behövs för att driva en ström på en ampere genom en ledare. En ohm är en volt per ampere. Elektronerna i en metall krockar hela tiden med gittrets vibrerande atomer och ger dem energi. Därför blir en strömförande tråd varm.
En tråds resistans växer med längden och minskar med tjockleken. Den beror också på materialet: nikrom har 65 gånger högre resistivitet än koppar. Hos metaller ökar resistansen vid uppvärmning, hos kol minskar den något.
Så läser man ett motstånd efter ringarna
På ett litet motstånd får inga siffror plats, så värdet målas som ringar. De två första ringarna är siffror, den tredje är multiplikatorn och den fjärde, en bit ifrån de andra, toleransen. Svart betyder 0, brun 1, röd 2 och så vidare genom regnbågen till vit 9. Välj färger, så visas värdet med toleransgränser nedanför.
En tråds resistans är materialets resistivitet gånger längden delat med tvärsnittsarean. Hundra meter koppartråd med 1 mm² tvärsnitt har 1,7 Ω. Värmeslingan i en vattenkokare på 2 kW vid 230 V har omkring 26 Ω: den görs av nikrom, tunn och kort.
När Ohms lag gäller och när den inte gör det
Till vänster ett laboratorieaggregat: spänning upp till 24 V, och strömmen begränsar det till tio ampere. Mellan två klämmor är en tråd spänd. Strömmen värmer den, och av värmen börjar den hänga, glöda rött, sedan gult, och den kan smälta. Till höger visar ett förstoringsglas vad som finns inuti: violetta prickar är gitteratomer, som darrar mer ju varmare metallen är; turkosa är elektroner, och en blixt är en kollision. Du kan sänka ner tråden i vatten: där blir den inte varmare än 100 °C. Tiden i scenen går fyra gånger fortare.
Ändra spänningen och se hur tråden värms upp.
02 · Omräkning
| Enhet | Värde | Var den förekommer |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Glödtråden i en lampa på 60 W har varm omkring 880 Ω, kall tretton gånger mindre.
Siemens är det omvända: en konduktans på 1 S betyder en resistans på 1 Ω, och 1 mS betyder 1 kΩ.
En supraledare har exakt noll resistans: en ström i en ring av den flyter i åratal utan källa.
03 · Storleksordningar
04 · Mätinstrument
05 · Skrivregler
06 · Grannenheter
07 · Historisk del
Den internationella ohmen från 1893 är resistansen hos en kvicksilverpelare som är 106,3 cm lång och väger 14,4521 g vid 0 °C, alltså med ett tvärsnitt på omkring 1 mm². Man valde kvicksilver eftersom det är lätt att rena och att fylla i ett rör på samma sätt i vilket laboratorium som helst. Senare visade det sig att denna ohm var 0,049 % större än dagens.
Sedan 1990 upprätthålls ohmen med kvant-Halleffekten. I en tunn film i ett starkt magnetfält och vid djup kyla lägger sig Hallresistansen på jämna steg R_K/i. Von Klitzings konstant R_K = h/e² är 25 812,807 45 Ω, och sedan 2019 är talet exakt.
Storhetskatalog
hela registret →SI-systemets sju grundenheter
En droppe syra ändrar saftens färg, salt färgar lågan, vatten fryser av en knackning. Under dem alla Simetriums blad, efter ämnesområde och i bokstavsordning.
Öppna registret →