Войти
| Ом | |
|---|---|
 Лабораторный стандартный резистор сопротивлением 1 Ом, около 1917 года. | |
| Общая информация | |
| Система единиц | Производная единица СИ |
| Единица измерения | Электрическое сопротивление |
| Символ | Ω |
| Назван в честь | Георг Ом |
| В Основные единицы СИ : | kg ⋅m ⋅s ⋅A |
Ом (обозначение: Ом ) - производная единица СИ для электрического сопротивления, названная в честь немецкого физика Георга Ом. Различные стандартные единицы электрического сопротивления, полученные эмпирическим путем, были разработаны в связи с ранней телеграфной практикой, и Британская ассоциация развития науки предложила единицу, производную от существующих единиц массы, длины и времени, а также удобную шкала для практических работ уже в 1861 году. С 2020 года определение ома выражается в терминах квантового эффекта Холла.
Одной из функций многих типов мультиметров является измерение сопротивления в Ом. Ом определяется как электрическое сопротивление между двумя точками проводника при постоянной разности потенциалов. приложенное к этим точкам напряжение одного вольт вызывает в проводнике ток величиной e ампер, проводник не является источником какой-либо электродвижущей силы.
, в котором появляются следующие единицы: вольт (В), ампер (A), сименс (S), ватт (Вт), секунда (s), фарад (F), генри (H), джоуль (Дж), кулон (C), килограмм (кг), и метр (м).
После переопределения 2019 базовых единиц СИ, в котором ампер и килограмм были переопределены в терминах фундаментальных констант, на сопротивление оказывают очень малые масштабирование в измерениях.
Во многих случаях сопротивление проводника приблизительно постоянно в определенном диапазоне напряжений, температур и других параметров. Это так называемые линейные резисторы. В других случаях сопротивление меняется, например, в случае термистора , который демонстрирует сильную зависимость своего сопротивления от температуры.
Гласная в единицах килоом и мегаом с префиксом обычно опускается, образуя килом и мегом.
В цепях переменного тока электрический импеданс также измеряется в омах.
siemens (символ: S) - это производная единица СИ для электропроводности и . вход, также известный как mho (ом написано наоборот, символ ℧); это величина, обратная сопротивлению в омах (Ом).
Мощность, рассеиваемая резистором, может быть рассчитана на основе его сопротивления, а также задействованного напряжения или тока. Формула представляет собой комбинацию закона Ома и закона Джоуля :
где:
Линейный резистор имеет постоянное значение сопротивления для всех приложенных напряжений или токов; многие практические резисторы линейны в полезном диапазоне токов. Нелинейные резисторы имеют номинал, который может изменяться в зависимости от приложенного напряжения (или тока). Если в цепь подается переменный ток (или когда значение сопротивления является функцией времени), указанное выше соотношение верно в любой момент, но для расчета средней мощности за интервал времени требуется интегрирование "мгновенной" мощности за этот интервал.
Поскольку ом принадлежит когерентной системе единиц, когда каждая из этих величин имеет свою соответствующую единицу СИ (ватт для P, ом для R, вольт для В и ампер для I, которые связаны как в § Определение, эта формула остается действительной численно, когда эти единицы используются (и рассматриваются как отмененные или опущено).
Быстрый рост электротехнологии во второй половине XIX века создал потребность в рациональной, последовательной, последовательной и международной системе единиц для электрических величин. Телеграфисты и другим первым потребителям электричества в 19 веке требовалась практическая стандартная единица измерения сопротивления. Сопротивление часто выражалось как кратное сопротивлению стандартной длины телеграфных проводов; разные агентства использовали разные основы для стандарта, поэтому единицы измерения были не взаимозаменяемы. Электрические блоки, определенные таким образом, не были согласованной системой с блоками для энергоснабжения. gy, масса, длина и время, требующие использования коэффициентов преобразования в расчетах, связывающих энергию или мощность с сопротивлением.
Могут быть выбраны два различных метода создания системы электрических единиц. Различные артефакты, такие как длина провода или стандартная электрохимическая ячейка, могут быть указаны как производящие определенные величины для сопротивления, напряжения и так далее. В качестве альтернативы электрические блоки могут быть связаны с механическими блоками, определяя, например, единицу тока, которая дает указанную силу между двумя проводами, или единицу заряда, которая дает единицу силы между двумя единичными зарядами. Этот последний метод обеспечивает согласованность с единицами энергии. Определение единицы сопротивления, которая согласуется с действующими единицами энергии и времени, также требует определения единиц для потенциала и тока. Желательно, чтобы одна единица электрического потенциала заставляла одну единицу электрического тока проходить через одну единицу электрического сопротивления, выполняя одну единицу работы за одну единицу времени, в противном случае для всех электрических расчетов потребуются коэффициенты преобразования.
Поскольку так называемые «абсолютные» единицы заряда и тока выражаются как комбинации единиц массы, длины и времени, анализ размеров отношений между потенциалом, током и сопротивлением показывают, что сопротивление выражается в единицах длины за время - скорости. Некоторые ранние определения единицы сопротивления, например, определяли единицу сопротивления как один квадрант Земли в секунду.
Система абсолютных единиц связывает магнитные и электростатические величины с метрическими базовыми единицами массы, времени и длины. Эти устройства имели большое преимущество, заключающееся в упрощении уравнений, используемых при решении электромагнитных проблем, и устранении коэффициентов преобразования при расчетах электрических величин. Однако единицы измерения сантиметр-грамм-секунда, СГС, оказались непрактичными для практических измерений.
В качестве определения единицы сопротивления были предложены различные стандарты артефактов. В 1860 Вернер Сименс (1816–1892) опубликовал предложение о воспроизводимом стандарте сопротивления в Поггендорффе Annalen der Physik und Chemie. Он предложил столб из чистой ртути сечением один квадратный миллиметр и длиной один метр: ртутный блок Сименса. Однако эта единица не была согласована с другими единицами. Одно из предложений состояло в том, чтобы разработать блок на основе ртутного столбика, который был бы когерентным - по сути, регулируя длину, чтобы сделать сопротивление равным 1 Ом. Не все пользователи единиц имели ресурсы для проведения метрологических экспериментов с требуемой точностью, поэтому потребовались рабочие стандарты, теоретически основанные на физическом определении.
В 1861 году Латимер Кларк (1822–1898) и сэр Чарльз Брайт (1832–1888) представили доклад на Британской ассоциации содействия развитию. of Science, предлагая установить стандарты для электрических единиц и предлагая названия для этих единиц, заимствованные у выдающихся философов, «Ома», «Фарад» и «Вольт». BAAS в 1861 г. назначил комитет, в который входили Максвелл и Томсон, для отчета по стандартам электрического сопротивления. Их цель состояла в том, чтобы разработать единицу удобного размера, часть полной системы электрических измерений, согласованную с единицами измерения энергии, стабильную, воспроизводимую и основанную на французской метрической системе. В третьем отчете комитета за 1864 год единица сопротивления упоминается как «единица Б.А., или Омад». К 1867 году эта единица называлась просто ом.
B.A. Ом задумывался как 10 единиц СГС, но из-за ошибки в расчетах определение оказалось на 1,3% меньше. Ошибка была существенной при составлении рабочих эталонов.
21 сентября 1881 года Congrès internationale des électriciens (международная конференция электриков) определила практическую единицу сопротивления, основанную на CGS единицах, с использованием столбик ртути 1 кв. мм. в поперечном сечении примерно 104,9 см в длину при 0 ° C, аналогично устройству, предложенному Сименсом.
Законный ом, воспроизводимый стандарт, был определен международной конференцией электриков в Париже в 1884 году как сопротивление столбика ртути указанного веса и длины 106 см; это было компромиссное значение между единицей B.A. (эквивалент 104,7 см), единицей Siemens (100 см по определению) и единицей CGS. Хотя этот стандарт называется «юридическим», он не был принят никаким национальным законодательством. «Международный» ом был рекомендован единогласной резолюцией на Международном электрическом конгрессе 1893 г. в Чикаго. Единица была основана на ом, равном 10 единицам сопротивления C.G.S. система электромагнитных агрегатов. Международный ом представлен сопротивлением неизменяющемуся электрическому току в столбике ртути с постоянной площадью поперечного сечения 106,3 см длиной, массой 14,4521 грамма и температурой 0 ° C. Это определение стало основой для юридического определения ома в нескольких странах. В 1908 году это определение было принято представителями ученых из нескольких стран на Международной конференции по электрическим единицам и стандартам в Лондоне. Стандарт ртутной колонки поддерживался до Генеральной конференции по мерам и весам 1948 года, на которой сопротивление было переопределено в абсолютных единицах, а не в качестве эталона артефактов.
К концу 19 века единицы были хорошо понятны и согласованы. Определения изменятся с небольшим влиянием на коммерческое использование единиц. Достижения в метрологии позволили формулировать определения с высокой степенью точности и повторяемости.
| Единица | Определение | Значение в B.A. Ом | Примечания |
|---|---|---|---|
| Абсолютные футы в секунду × 10 | с использованием британских единиц | 0,3048 | считались устаревшими даже в 1884 году |
| единица Томсона | в британских единицах измерения | 0,3202 | 100 миллионов футов в секунду, считалось устаревшим даже в 1884 году |
| Медный блок Якоби | Указанный медный провод 25 футов длинная масса 345 гран | 0,6367 | Используется в 1850-х гг. |
| Абсолютная единица Вебера × 10 | На основе метра и секунды | 0,9191 | |
| Меркурийный блок Siemens | 1860 г. Колонка чистой ртути | 0,9537 | 100 см и сечение 1 мм при 0 ° C |
| Британская ассоциация (BA) «Ом» | 1863 | 1.000 | Стандартные катушки, депонированные в обсерватории Кью в 1863 г. |
| Digney, Breguet, Swiss | 9.266–10.420 | Железная проволока длиной 1 км и сечением 4 квадратных мм | |
| Matthiessen | 13,59 | Одна миля из чистой отожженной медной проволоки диаметром 1/16 дюйма при 15,5 ° C | |
| Варлей | 25,61 | Одна миля специальной меди диаметром 1/16 дюйма провод | |
| Немецкая миля | 57,44 | Немецкая миля (8 238 ярдов) из железной проволоки диаметром 1/6 дюйма | |
| Абом | 10 | Электромагнитная абсолютная единица измерения в сантиметрах – граммах – секундах | |
| Statohm | 8.987551787 × 10 | Электростатическая абсолютная единица в единицах сантиметр – грамм – секунда |
Метод измерения физического эталона Ом на ртутной колонке оказался трудно воспроизвести из-за эффектов непостоянного поперечного сечения стеклянной трубки. Британская ассоциация и другие разработали различные катушки сопротивления, которые служили эталонами физических артефактов для единиц сопротивления. Долгосрочная стабильность и воспроизводимость этих артефактов были постоянной областью исследований, так как было обнаружено и проанализировано влияние температуры, атмосферного давления, влажности и времени на стандарты.
Стандарты артефактов все еще используются, но метрологические эксперименты, связанные с точными размерами катушек индуктивности и конденсаторов, обеспечили более фундаментальную основу для определения сопротивления. С 1990 года квантовый эффект Холла используется для определения сопротивления с высокой точностью и повторяемостью. Квантовые эксперименты Холла используются для проверки стабильности рабочих эталонов, у которых есть удобные значения для сравнения.
После 2019 переопределения базовых единиц СИ, в котором ампер и килограмм были переопределены в терминах фундаментальных констант, ом теперь также определяется в терминах этих констант.
Символ Ω был предложен из-за схожего звучания ом и омега Уильямом Генри Присом в 1867 году. В документах, напечатанных до Второй мировой войны, символ единицы часто состоял из выпуклой строчной омеги (ω), так что 56 Ω было записано как 56.
Исторически некоторые приложения для редактирования документов использовали гарнитуру Symbol для отображения символа Ω. Если шрифт не поддерживается, вместо него отображается буква W. (например, «10 Вт» вместо «10 Ом»). Поскольку W представляет ватт, единицу СИ для мощности, это может привести к путанице, делая предпочтительным использование правильной кодовой точки Unicode.
Если набор символов ограничен ASCII, стандарт IEEE 260.1 рекомендует заменять Ω символом Ом.
В электронной промышленности принято использовать символ R вместо символа Ω, поэтому резистор 10 Ом может быть представлен как 10R. Это код британского стандарта BS 1852. Он используется во многих случаях, когда значение имеет десятичный разряд. Например, 5,6 Ом отображается как 5R6. Этот метод позволяет избежать упущения из виду десятичной точки, которая не может надежно отображаться на компонентах или при дублировании документов.
Unicode кодирует символ как U + 2126 Ω OHM SIGN, в отличие от греческого омега среди буквоподобных символов, но он включен только для обратной совместимости и греческого символа омега верхнего регистра U + 03A9 Ω ГРЕЧЕСКАЯ ЗАГЛАВНАЯ БУКВА OMEGA (HTML Ω·Ω, Ω) является предпочтительным. В DOS и Windows альтернативный код ALT 234 может создавать символ Ω. В Mac OS ⌥ Opt+Zделает то же самое.
