Ohm
Härledd SI-enhet · storhet: elektrisk resistans
01 · Definition
En ohm är resistansen hos en sträcka där en ström på en ampere ger ett fall på en volt. Storheten är hemtam från båda hållen: en koppartråd på en kvadratmillimeter ger 17 milliohm per meter, en värmespiral tiotals ohm, en resistor på ett kort från ental till megaohm, isoleringen gigaohm. Resistansen beror på materialet, geometrin och temperaturen: hos metaller växer den med värmen, hos halvledare faller den, och hos en supraledare under den kritiska temperaturen blir den exakt noll.
En ledares resistans sätts samman av tre saker: materialets resistivitet, längden och tvärsnittsarean. Dubbelt så lång är dubbelt så mycket; dubbelt så tjock i diameter är fyra gånger mindre, eftersom arean växer som kvadraten. Värdeområdet i naturen är bredare än hos någon annan elektrisk storhet: mellan koppar och kvartsglas ligger tjugofyra tiopotenser. Ohms lag gäller därtill långt ifrån alltid: den håller för metaller vid oförändrad temperatur, men inte för en diod, en glödlampa eller en gasurladdning, där resistansen beror på strömmen själv.
En rät linje i diagrammet får man bara med en metallresistor vid oförändrad temperatur. Glödlampans tråd hettas upp med strömmen, dess resistans växer tiofalt och kurvan böjer nedåt. En diod leder inte alls förrän spänningen når en tröskel, och sedan växer strömmen exponentiellt. En gasurladdning beter sig ännu underligare: den har ett område med negativ resistans, där växande ström följs av fallande spänning — och just därför behöver lysröret ett förkopplingsdon som begränsar strömmen.
02 · Omräkning
Skriv in en resistans — databladet vänder den till konduktans
Siemens är den inversa ohmen, och tabellen vänder storheten i stället för att multiplicera den. De historiska ohmen skilde sig från dagens med bråkdelar av en procent, men det räckte för att telegrafberäkningarna skulle gå isär mellan länderna.
Resistorers värden kodas med färgringar, eftersom det inte finns någonstans att trycka siffror på en komponent stor som ett riskorn, och ringar kan läsas från vilket håll som helst. De två första ger de gällande siffrorna, den tredje multiplikatorn, den fjärde toleransen. Själva värdena tas inte i följd utan ur E24-serien: tjugofyra värden per dekad, valda så att grannar skiljer sig med omkring tio procent och deras toleransfält överlappar varandra.
| Enhet | Namn | Värde | Var den förekommer |
|---|---|---|---|
| Ω | ohm, SI-enhet | 1 | databladets utgångsenhet |
| mΩ | milliohm | 1000 | där resistansen är i vägen |
| µΩ | mikroohm | 1000000 | mäts med fyrtrådskoppling |
| kΩ | kiloohm | 0,001 | skalans mest hemtama del |
| MΩ | megaohm | 10⁻⁶ | ovanför börjar isoleringen |
| GΩ | gigaohm | 10⁻⁹ | den strömmen mäter inget vanligt instrument längre |
| S | siemens, konduktans | 1 | en invers storhet, inte en annan enhet |
| statΩ | ohm i CGS-ES-systemet | 1,113·10⁻¹² | nästan niohundra gigaohm i en enda enhet |
| abΩ | abohm i CGS-EM-systemet | 10⁹ | en miljard gånger mindre än ohmen |
| Ω (int.) | internationell ohm 1908 | 0,9995 | kvicksilverpelare på 106,3 cm |
| Ω₉₀ | praktisk ohm 1990 | 1 | skilde sig med sjutton miljarddelar |
| h/e² | kvantresistans | 3,874·10⁻⁵ | exakt tal sedan 2019 |
| Ω | ohm | 1 | databladets utgångsenhet |
Ohm och siemens är varandras inverser: samma fysik, skriven som resistans eller som konduktans
03 · Storleksordningar
från supraledare till isolatorEn ohm: en meter nikromtråd tunnare än en tändsticka
04 · Mätinstrument
Vad man mäter resistans med
Den skickar en egen ström genom komponenten och mäter spänningsfallet. Den fungerar bara på en spänningslös krets: främmande spänning stör avläsningen eller förstör instrumentet. Instrumentet ser också kretsens parallella grenar, därför löds resistorn oftast loss för kontroll.
Fyra grenar och en galvanometer i diagonalen: den resistans som mäts balanseras mot en känd tills visaren står på noll. Noggrannheten beror bara på normalresistorerna och nollindikatorns känslighet, inte på matningen — därav miljondelar hos laboratoriebryggor.
Strömmen förs in genom ett par ledare och spänningen tas av genom ett annat — och resistansen hos ledarna och kontakterna faller bort ur resultatet. Utan detta grepp går milliohm inte att mäta: multimeterns mätspetsar ger på egen hand omkring en tiondels ohm.
En tvådimensionell elektrongas i starkt magnetfält vid omkring en kelvin ger en resistans exakt lika med von Klitzings konstant delad med ett helt tal. Värdet beror varken på materialet eller på provets form — reproducerbarheten når miljarddelar.
05 · Skrivregler
Ω är ett grekiskt omega, inte bokstaven O och inte ”Ohm”
Unicode ger tecknet en egen plats, U+03A9; ”Ω” ur blocket Letterlike Symbols är formellt föråldrat, fast det ser likadant ut. Kiloohm skrivs kΩ, megaohm MΩ. På scheman ersätter prefixet ofta decimaltecknet: 4k7 betyder 4,7 kΩ.
Litet m är milli-, stort M är mega-, och att förväxla milliohm med megaohm ger nio tiopotensers skillnad. Den ryska beteckningen är Ом, med stort О.
06 · Grannenheter
Ohm och siemens beskriver samma egenskap från två håll. I växelström tillkommer en reaktiv del utöver resistansen, och hela storheten kallas impedans — den mäts i samma ohm.
den inversa ohmen
resistans
resistivitet
Vakuumets vågimpedans är inte någon egenskap hos ett ämne utan en konstant som binder samman det elektriska och det magnetiska fältet hos en löpande våg. Bland Simetriums datablad gränsar till ohmen volt och ampere ur Ohms lag, siemens som invers storhet, watt och henry s farad, som bestämmer impedansens reaktiva del.
07 · Historisk del
Lagen som man först skrattade åt
Ohm offentliggjorde sin lag 1827 och fick till svar anklagelser om charlataneri: kollegerna menade att elektriciteten inte lyder enkla proportioner. Erkännandet kom tjugo år senare.
Den transatlantiska kabeln tvingade ingenjörerna att enas om ett resistansmått. British Associations kommitté gav ut normalspolar, men deras värde visade sig senare vara en och en tredjedels procent för lågt.
Den internationella ohmen definierades som resistansen hos en kvicksilverpelare med massan 14,4521 gram och längden 106,3 centimeter, vid isens smältpunkt. Enheten kunde återskapas i vilket laboratorium som helst som hade rent kvicksilver och noggranna vågar.
Klaus von Klitzing upptäckte att Hallresistansen hos en tvådimensionell gas antar strikt diskreta värden som inte beror på provet. Tio år senare byggdes en normal på den effekten, och han själv fick Nobelpriset.
I fyrtio år var ohmen en kvicksilverpelare — tills man fann trappsteg i en tvådimensionell gas
Den internationella ohmen gavs av kvicksilver i ett glasrör med överenskommen längd, massa och temperatur: reproducerbarheten höll till fjärde siffran, och rören måste kalibreras om. År 1980 upptäckte von Klitzing att resistansen hos en tvådimensionell elektrongas i starkt magnetfält lägger sig på platåer som är multiplar av h/e², med en noggrannhet som inget material når. Tio år senare blev det den praktiska normalen, och 2019 lades h och e fast som exakta tal — och kvant-Hallresistansen gick från mätt storhet till definierad.
Katalog · måttenheter
Ett datablad för varje storhet
Sju SI-basenheter, tjugotvå härledda med egna namn och de enheter utanför systemet som varken tekniken eller vardagen klarar sig utan. Var och en har sitt eget blad: definition, omräkning, instrument, skrivregler. På 32 språk.
Härledda SI-enheter med eget namn
databladet för ohm är öppetSI-basenheter
i terrakotta — de fyra enheter som ohmen byggs avResistans i andra system
Databladets språk
32 språk. Tecknet Ω är internationellt, men ledararean anges olika: i kvadratmillimeter i Europa och i AWG-nummer i Nordamerika — i översättningarna förs tabellerna till lokal praxis.