Ohmu
Kipimo kitokanacho cha SI · kipimo: ukinzani wa umeme
01 · Ufafanuzi
Ohm moja ni ukinzani wa sehemu ambapo mkondo wa ampea moja huleta mteremko wa volti moja. Kipimo hiki kimekaliwa pande zote mbili: waya wa shaba wenye kipenyo cha milimita moja ya mraba hutoa miliohm 17 kwa kila mita, koili ya kupasha joto hutoa makumi ya ohm, kikinzani kwenye ubao kutoka ohm chache hadi megaohm, na uzuiaji hutoa gigaohm. Ukinzani hutegemea nyenzo, umbo na joto: katika metali huongezeka joto linapopanda, katika nusukondakta hupungua, na katika superkondakta chini ya joto la kikomo huwa sifuri kamili.
Ukinzani wa kipitishi hujengwa kutoka vitu vitatu: ukinzani maalumu wa nyenzo, urefu na eneo la kipenyo. Mara mbili kwa urefu ni mara mbili zaidi; mara mbili kwa unene wa kipenyo ni mara nne pungufu, kwa sababu eneo hukua kama mraba. Mpaka wa thamani katika maumbile ni mpana kuliko kipimo kingine chochote cha umeme: kati ya shaba na kioo cha kwarizi kuna daraja ishirini na nne. Sheria ya Ohm nayo iko mbali na kutimia kila mara: ni sahihi kwa metali kwenye joto lisilobadilika, lakini si kwa diodi, taa ya uzi au utoaji katika gesi, ambapo ukinzani hutegemea mkondo wenyewe.
Mstari ulionyooka kwenye grafu hupatikana tu kwa kikinzani cha metali kwenye joto lisilobadilika. Uzi wa taa hupata joto pamoja na mkondo, ukinzani wake huongezeka mara kumi, na mkunjo hupinda chini. Diodi haipitishi kabisa hadi volteji ifikie kizingiti, na baadaye mkondo hukua kwa kipeo. Utoaji katika gesi hufanya jambo la ajabu zaidi: una sehemu yenye ukinzani hasi, ambapo mkondo unaoongezeka huambatana na volteji inayoshuka — na ndiyo sababu taa ya fluoresenti inahitaji balasti inayodhibiti mkondo.
02 · Kubadilisha
Weka ukinzani — karatasi hii itaugeuza kuwa uwezo wa kupitisha
Siemens ni ohm iliyogeuzwa, na jedwali hugeuza kipimo badala ya kukizidisha. Ohm za kihistoria zilitofautiana na ya leo kwa sehemu za asilimia moja, lakini hiyo ilitosha kufanya hesabu za telegrafu zisilingane kati ya nchi.
Thamani za vikinzani husimbwa kwa pete za rangi, kwa sababu kwenye kifaa chenye ukubwa wa punje ya mchele hakuna pa kuchapisha tarakimu, ilhali pete husomeka kutoka upande wowote. Pete mbili za kwanza hutoa tarakimu muhimu, ya tatu kizidishi, ya nne kiwango cha uvumilivu. Thamani zenyewe hazichukuliwi mfululizo bali kutoka mfululizo wa E24: thamani ishirini na nne kwa kila dekadi, zilizochaguliwa ili majirani watofautiane kwa takribani asilimia kumi na mipaka yao ya uvumilivu iingiliane.
| Kipimo | Jina | Thamani | Inapopatikana |
|---|---|---|---|
| Ω | ohm, kipimo cha SI | 1 | kipimo cha kuanzia cha karatasi hii |
| mΩ | miliohm | 1000 | pale ambapo ukinzani unakwaza |
| µΩ | mikroohm | 1000000 | hupimwa kwa muunganisho wa nyaya nne |
| kΩ | kiloohm | 0.001 | sehemu ya mizani inayokaliwa zaidi |
| MΩ | megaohm | 10⁻⁶ | juu ya hapo huanza uzuiaji |
| GΩ | gigaohm | 10⁻⁹ | mkondo huu kifaa cha kawaida hakiupimi tena |
| S | siemens, uwezo wa kupitisha | 1 | kipimo cha kinyume, si kipimo kingine |
| statΩ | ohm ya mfumo wa CGS wa umemetuli | 1.113·10⁻¹² | karibu gigaohm mia tisa katika kipimo kimoja |
| abΩ | abohm ya mfumo wa CGS wa sumakuumeme | 10⁹ | ndogo mara bilioni kuliko ohm |
| Ω (int.) | ohm ya kimataifa 1908 | 0.9995 | nguzo ya zebaki yenye urefu wa 106.3 cm |
| Ω₉₀ | ohm ya matumizi ya 1990 | 1 | ilitofautiana kwa sehemu kumi na saba za bilioni |
| h/e² | ukinzani wa kwanta | 3.874·10⁻⁵ | namba kamili tangu 2019 |
| Ω | ohmu | 1 | kipimo cha kuanzia cha karatasi hii |
Ohm na siemens ni kinyume cha kila mmoja: fizikia ileile, iliyoandikwa kama ukinzani au kama uwezo wa kupitisha
03 · Madaraja ya ukubwa
kutoka superkondakta hadi kizuiziOhm moja: mita moja ya waya wa nikromu mwembamba kuliko kiberiti
04 · Vifaa vya kupima
Ukinzani hupimwa kwa nini
Hupitisha mkondo wake mwenyewe ndani ya kifaa na kupima mteremko wa volteji. Hufanya kazi tu kwenye mzunguko usio na umeme: volteji ya kigeni huvuruga usomaji au huharibu kifaa chenyewe. Kifaa pia huona matawi sambamba ya mzunguko, ndiyo maana kikinzani cha kupimwa mara nyingi huondolewa kwenye ubao.
Matawi manne na galvanomita kwenye ulalo: ukinzani unaopimwa hulinganishwa na unaojulikana hadi mshale usimame kwenye sifuri. Usahihi hutegemea tu vikinzani vya kiwango na usikivu wa kionyeshi cha sifuri, si chanzo cha umeme — kutoka hapo ndipo sehemu za milioni katika madaraja ya maabara.
Mkondo huingizwa kwa jozi moja ya nyaya na volteji huchukuliwa kwa jozi nyingine — na ukinzani wa nyaya zenyewe pamoja na viungio hutoka nje ya jibu. Bila mbinu hii miliohm haziwezi kupimwa: vidole vya multimita vyenyewe hutoa takribani sehemu ya kumi ya ohm.
Gesi ya elektroni yenye pande mbili katika uga mkali wa sumaku, kwenye takribani kelvini moja, hutoa ukinzani sawa kabisa na konstanti ya von Klitzing iliyogawanywa kwa namba kamili. Thamani haitegemei nyenzo wala umbo la sampuli — kurudiwarudiwa hufikia sehemu za bilioni.
05 · Kanuni za kuandika
Ω ni omega ya Kigiriki, si herufi O wala «Ohm»
Unicode humpa alama hii nafasi yake mwenyewe, U+03A9; «Ω» kutoka kizuizi cha Letterlike Symbols kwa taratibu imepitwa na wakati, ingawa inaonekana vilevile. Kiloohm huandikwa kΩ, megaohm MΩ. Katika michoro ya mizunguko kiambishi mara nyingi huchukua nafasi ya nukta ya desimali: 4k7 humaanisha 4.7 kΩ.
Herufi ndogo m ni mili-, herufi kubwa M ni mega-, na kuchanganya miliohm na megaohm hutoa tofauti ya daraja tisa. Alama ya Kirusi ni Ом, yenye О kubwa.
06 · Vipimo jirani
Ohm na siemens huelezea sifa ile ile kutoka pande mbili. Katika mkondo wa kubadilisha mwelekeo, ukinzani huongezewa sehemu tendaji, na kipimo kizima huitwa impedansi — hupimwa kwa ohm zilezile.
ohm iliyogeuzwa
ukinzani
ukinzani maalumu
Impedansi ya wimbi katika ombwe si sifa ya dutu yoyote, bali ni konstanti inayounganisha uga wa umeme na uga wa sumaku wa wimbi linalosafiri. Miongoni mwa karatasi za Simetrium wanaopakana na ohm volti na ampea kutoka sheria ya Ohm, simensi kama kipimo cha kinyume, wati na henri s faradi, ambavyo huweka sehemu tendaji ya impedansi.
07 · Sehemu ya kihistoria
Sheria iliyochekwa mwanzoni
Ohm alichapisha sheria yake mwaka 1827 na kwa malipo akapata mashtaka ya udanganyifu: wenzake walidhani kwamba umeme haufuati uwiano rahisi kiasi hicho. Kukubalika kulikuja miaka ishirini baadaye.
Kebo iliyovuka Atlantiki iliwalazimisha wahandisi kukubaliana juu ya kipimo cha ukinzani. Kamati ya Chama cha Uingereza ilitoa koili za kiwango, lakini thamani yake baadaye ilionekana kuwa ndogo kwa asilimia moja na theluthi.
Ohm ya kimataifa ilifafanuliwa kama ukinzani wa nguzo ya zebaki yenye uzito wa gramu 14.4521 na urefu wa sentimita 106.3, kwenye joto la kuyeyuka kwa barafu. Kipimo hiki kingeweza kutengenezwa upya katika maabara yoyote yenye zebaki safi na mizani sahihi.
Klaus von Klitzing aligundua kwamba ukinzani wa Hall wa gesi yenye pande mbili huchukua thamani zilizotengana kabisa, zisizotegemea sampuli. Miaka kumi baadaye kiwango kilijengwa juu ya athari hiyo, na yeye mwenyewe akapata Tuzo ya Nobel.
Kwa miaka arobaini ohm ilikuwa nguzo ya zebaki — hadi ngazi zilipopatikana katika gesi yenye pande mbili
Ohm ya kimataifa ilitolewa kwa zebaki katika bomba la kioo lenye urefu, uzito na joto vilivyokubaliwa: kurudiwarudiwa kulishikilia hadi tarakimu ya nne, na mabomba yalipaswa kupimwa upya. Mwaka 1980 von Klitzing aligundua kwamba ukinzani wa gesi ya elektroni yenye pande mbili katika uga mkali wa sumaku hutua kwenye tambarare ambazo ni vizidishi vya h/e², kwa usahihi ambao hakuna nyenzo inayoufikia. Miaka kumi baadaye hiyo ikawa kiwango cha matumizi, na mwaka 2019 h na e vikawekwa kama namba kamili — ndipo ukinzani wa Hall wa kwanta ukageuka kutoka kipimo kinachopimwa kuwa kipimo kinachofafanuliwa.
Orodha · vipimo
Karatasi kwa kila kipimo
Vipimo saba vya msingi vya SI, vipimo ishirini na viwili vitokanavyo vyenye majina yake, na vipimo vya nje ya mfumo ambavyo bila hivyo ufundi wala maisha ya kila siku havipiti. Kila kimoja kina ukurasa wake: ufafanuzi, kubadilisha, vifaa, kanuni za kuandika. Katika lugha 36.
Vipimo vitokanavyo vya SI vyenye jina lake
karatasi ya ohm imefunguliwaVipimo vya msingi vya SI
kwa rangi ya udongo wa kuchoma — vipimo vinne vinavyounda ohmUkinzani katika mifumo mingine
Lugha ya karatasi
Lugha 36. Alama Ω ni ya kimataifa, lakini eneo la kipenyo cha waya huandikwa kwa namna tofauti: kwa milimita za mraba barani Ulaya na kwa namba ya AWG Amerika Kaskazini — katika tafsiri majedwali huletwa kwenye desturi ya mahali pale.