Ohm
Türetilmiş SI birimi · büyüklük: elektrik direnci
01 · Tanım
Bir ohm, bir amperlik akımın bir voltluk düşüm yarattığı bir parçanın direncidir. Büyüklük iki yandan da tanıdıktır: bir milimetrekarelik bakır tel metrede 17 miliohm verir, ısıtıcı spiral onlarca ohm, kart üzerindeki bir direnç birimlerden megaohma, yalıtım gigaohmlar. Direnç malzemeye, biçime ve sıcaklığa bağlıdır: metallerde ısınmayla büyür, yarı iletkenlerde düşer, süperiletkende ise kritik sıcaklığın altında tam olarak sıfır olur.
Bir iletkenin direnci üç şeyden kurulur: malzemenin özdirenci, uzunluk ve kesit alanı. İki kat uzun iki kat çoktur; çapta iki kat kalın dört kat azdır, çünkü alan kareyle büyür. Doğadaki değer aralığı başka hiçbir elektrik büyüklüğünde bu kadar geniş değildir: bakırla kuvars camı arasında yirmi dört basamak vardır. Ohm yasası ise her zaman geçerli olmaktan uzaktır: değişmeyen sıcaklıkta metaller için doğrudur, ama diyot, akkor lamba ya da gaz boşalması için değil — orada direnç akımın kendisine bağlıdır.
Grafikte doğru çizgi, ancak değişmeyen sıcaklıktaki metal dirençte çıkar. Akkor lambanın teli akımla kızarır, direnci on katına çıkar ve eğri aşağı kıvrılır. Diyot, gerilim eşiğe ulaşana dek hiç iletmez, sonra akım üstel olarak büyür. Gaz boşalması daha da tuhaftır: negatif dirençli bir bölgesi vardır, orada büyüyen akıma düşen gerilim eşlik eder — ve tam bu yüzden floresan lambanın akımı sınırlayan bir balasta gereksinimi olur.
02 · Dönüşüm
Bir direnç girin — künye onu iletkenliğe çevirir
Siemens ters ohmdur ve tablo büyüklüğü çarpmak yerine ters çevirir. Tarihsel ohmlar bugünkünden yüzdenin kesirleri kadar ayrılıyordu, ama telgraf hesaplarının ülkeden ülkeye ayrışması için bu yetiyordu.
Direnç değerleri renkli halkalarla kodlanır, çünkü pirinç tanesi büyüklüğünde bir parçaya rakam basacak yer yoktur, halkalar ise her yandan okunur. İlk ikisi anlamlı rakamları, üçüncüsü çarpanı, dördüncüsü toleransı verir. Değerlerin kendisi sırayla değil, E24 dizisinden alınır: on yılda yirmi dört değer, komşuların yaklaşık yüzde on ayrılacağı ve tolerans alanlarının üst üste bineceği biçimde seçilmiş.
| Birim | Ad | Değer | Nerede karşılaşılır |
|---|---|---|---|
| Ω | ohm, SI birimi | 1 | bu künyenin başlangıç birimi |
| mΩ | miliohm | 1000 | direncin engel olduğu yerde |
| µΩ | mikroohm | 1000000 | dört telli bağlantıyla ölçülür |
| kΩ | kiloohm | 0,001 | ölçeğin en tanıdık bölümü |
| MΩ | megaohm | 10⁻⁶ | yukarısında yalıtım başlar |
| GΩ | gigaohm | 10⁻⁹ | bu akımı sıradan bir alet artık ölçmez |
| S | siemens, iletkenlik | 1 | ters bir büyüklük, başka bir birim değil |
| statΩ | CGS-ES dizgesinin ohmu | 1,113·10⁻¹² | tek bir birimde neredeyse dokuz yüz gigaohm |
| abΩ | CGS-EM dizgesinin abohmu | 10⁹ | ohmdan bir milyar kez küçük |
| Ω (int.) | 1908 uluslararası ohmu | 0,9995 | 106,3 cm uzunluğunda cıva sütunu |
| Ω₉₀ | 1990 kullanım ohmu | 1 | on yedi milyarda bir ayrılıyordu |
| h/e² | kuantum direnci | 3,874·10⁻⁵ | 2019’dan bu yana tam sayı |
| Ω | ohm | 1 | bu künyenin başlangıç birimi |
Ohm ile siemens birbirinin tersidir: aynı fizik, direnç ya da iletkenlik olarak yazılmış
03 · Büyüklük mertebeleri
süperiletkenden yalıtkanaBir ohm: kibritten ince bir metre nikrom tel
04 · Ölçüm aletleri
Direnç neyle ölçülür
Parçadan kendi akımını geçirir ve gerilim düşümünü ölçer. Yalnızca gerilimsiz devrede çalışır: yabancı gerilim okumayı bozar ya da aleti bozar. Alet devrenin paralel kollarını da görür, bu yüzden denenecek direnç çoğu kez sökülür.
Dört kol ve köşegende bir galvanometre: ölçülen direnç, ibre sıfıra oturana dek bilinen bir dirençle dengelenir. Doğruluk yalnızca ölçün dirençlere ve sıfır göstergesinin duyarlığına bağlıdır, beslemeye değil — laboratuvar köprülerindeki milyonda birler buradan gelir.
Akım bir tel çiftinden verilir, gerilim başka bir çiftten alınır — ve tellerle kontakların kendi direnci sonucun dışında kalır. Bu yol olmadan miliohmlar ölçülemez: multimetrenin uçları kendi başına yaklaşık onda bir ohm verir.
Güçlü manyetik alandaki iki boyutlu elektron gazı, bir kelvin dolayında, tam olarak von Klitzing sabitinin bir tam sayıya bölümüne eşit direnç verir. Değer ne malzemeye ne de örneğin biçimine bağlıdır — yinelenebilirlik milyarda birlere ulaşır.
05 · Yazım kuralları
Ω bir Yunan omegasıdır, O harfi değil, «Ohm» da değil
Unicode simgeye kendi yerini verir, U+03A9; Letterlike Symbols bloğundaki «Ω» biçimsel olarak eskimiştir, görünüşü aynı olsa da. Kiloohm kΩ, megaohm MΩ yazılır. Şemalarda önek çoğu kez virgülün yerini alır: 4k7 demek 4,7 kΩ demektir.
Küçük m mili-, büyük M mega- demektir; miliohmla megaohmu karıştırmak dokuz basamaklık fark yaratır. Rusça simgesi Ом, büyük О ile.
06 · Komşu birimler
Ohm ile siemens aynı özelliği iki yandan anlatır. Alternatif akımda dirence reaktif bir parça eklenir ve bütün büyüklüğe empedans denir — aynı ohmlarla ölçülür.
ters ohm
direnç
özdirenç
Boşluğun dalga empedansı herhangi bir maddenin özelliği değil, ilerleyen dalganın elektrik ve manyetik alanını bağlayan bir sabittir. Şunlardan künyelerinden ohmun komşuları volt ve amper Ohm yasasından, siemens ters büyüklük olarak, watt ve henry s farad, empedansın reaktif kısmını belirleyen birimler.
07 · Tarihsel bölüm
Önce alay edilen yasa
Ohm yasasını 1827’de yayımladı ve karşılığında şarlatanlıkla suçlandı: meslektaşları elektriğin basit oranlara uymadığını düşünüyordu. Kabul yirmi yıl sonra geldi.
Atlantik ötesi kablo, mühendisleri bir direnç ölçüsünde anlaşmaya zorladı. Britanya Derneği’nin komitesi ölçün bobinler yayımladı, ama değerlerinin sonradan yüzde bir buçuk eksik olduğu anlaşıldı.
Uluslararası ohm, buzun erime sıcaklığında 14,4521 gram kütleli ve 106,3 santimetre uzunluğundaki cıva sütununun direnci olarak tanımlandı. Birim, saf cıvası ve duyarlı terazisi olan her laboratuvarda yeniden üretilebiliyordu.
Klaus von Klitzing, iki boyutlu gazın Hall direncinin örnekten bağımsız, kesinlikle kesikli değerler aldığını buldu. On yıl sonra bu olay üzerine bir ölçün kuruldu, kendisi de Nobel Ödülü aldı.
Kırk yıl boyunca ohm bir cıva sütunuydu — ta ki iki boyutlu bir gazda basamaklar bulunana dek
Uluslararası ohm, uzunluğu, kütlesi ve sıcaklığı kararlaştırılmış cam borudaki cıvayla veriliyordu: yinelenebilirlik dördüncü basamakta duruyor, borular yeniden ayarlanmak zorunda kalıyordu. 1980’de von Klitzing, güçlü manyetik alandaki iki boyutlu elektron gazının direncinin h/e²’nin katları olan platolara oturduğunu, üstelik hiçbir malzemenin erişemeyeceği bir doğrulukla oturduğunu buldu. On yıl sonra bu, kullanımdaki ölçün oldu; 2019’da ise h ile e tam sayı olarak sabitlendi — ve kuantum Hall direnci ölçülen bir büyüklükten tanımlanan bir büyüklüğe dönüştü.
Katalog · ölçü birimleri
Her büyüklük için bir künye
Yedi temel SI birimi, kendi adı olan yirmi iki türetilmiş birim ve ne tekniğin ne de günlük yaşamın onsuz edemediği sistem dışı birimler. Her birinin kendi sayfası var: tanım, dönüşüm, aletler, yazım kuralları. 32 dilde.
Kendi adı olan türetilmiş SI birimleri
ohm künyesi açıkTemel SI birimleri
terrakota renginde — ohmu kuran dört birimBaşka dizgelerde direnç
Künyenin dili
32 dil. Ω simgesi uluslararasıdır, ama iletken kesiti farklı yazılır: Avrupa’da milimetrekare, Kuzey Amerika’da AWG numarası — çevirilerde tablolar yerel uygulamaya getirilir.