Ohm - Ohm

Ohm
Leeds ve Northrup bir ohm standart direnç.jpg
1917 dolaylarında bir laboratuvar tek ohm standart direnci.
Genel bilgi
Birim sistemi SI türetilmiş birim
Birimi Elektrik direnci
Sembol Ω
Adını Georg Ohm
türetme Ω = V/A
Dönüşümler
1 Ω içinde ... ... eşittir ...
   SI temel birimleri    kgm 2s -3A -2

Ohm (sembol: Ω ) olan SI türetilmiş birimi arasında elektrik direnci Alman fizikçi adını, Georg Ohm . Elektrik direnci için ampirik olarak türetilmiş çeşitli standart birimler, erken telgraf uygulamalarıyla bağlantılı olarak geliştirildi ve İngiliz Bilim İlerleme Derneği , mevcut kütle, uzunluk ve zaman birimlerinden türetilen ve pratik çalışma için uygun bir ölçekte bir birim önerdi. 1861 olarak. 2020 itibariyle ohm tanımı kuantum Hall etkisi cinsinden ifade edilir .

Tanım

Birçok multimetre türünün işlevlerinden biri , direncin ohm cinsinden ölçülmesidir.

Ohm, bir iletkenin iki noktası arasındaki , bu noktalara uygulanan bir voltluk sabit bir potansiyel farkı , iletkende bir amperlik bir akım ürettiğinde, iletken herhangi bir elektromotor kuvvetin yeri olmadığında, elektrik direnci olarak tanımlanır .

aşağıdaki birimler görünür: volt (V), amper (A), siemens (S), watt (W), saniye (s), farad (F), henry (H), joule (J), coulomb (C ), kilogram (kg) ve metre (m).

Amper ve kilogramın temel sabitler cinsinden yeniden tanımlandığı SI temel birimlerinin 2019 yılında yeniden tanımlanmasının ardından, ohm, ölçümde çok küçük bir ölçeklemeden etkilenir.

Çoğu durumda, bir iletkenin direnci, belirli bir voltaj, sıcaklık ve diğer parametreler aralığında yaklaşık olarak sabittir. Bunlara lineer dirençler denir . Diğer durumlarda , direncin sıcaklığa güçlü bir bağımlılığı sergileyen termistör durumunda olduğu gibi direnç değişir .

Önekli kiloohm ve megaohm birimlerinin bir ünlüsü genellikle atlanır ve kilohm ve megohm üretir.

Alternatif akım devrelerinde elektrik empedansı da ohm olarak ölçülür.

Dönüşümler

Siemens (sembol: S) 'dir SI türetilmiş birimi arasında elektrik iletkenliği ve admitans olarak da bilinen, mho (ohm, sembol ℧ geriye doğru yazılmış); bunun karşılıklı ohm (Ω) direnç.

Direncin bir fonksiyonu olarak güç

Bir direnç tarafından dağıtılan güç , direncinden ve ilgili voltaj veya akımdan hesaplanabilir. Formül, Ohm yasası ile Joule yasasının bir birleşimidir :

nerede:

P güçtür
R dirençtir
V , direnç üzerindeki voltajdır
ben dirençten geçen akım

Doğrusal bir direnç, uygulanan tüm gerilimler veya akımlar üzerinde sabit bir direnç değerine sahiptir; birçok pratik direnç, yararlı bir akım aralığı üzerinde doğrusaldır. Doğrusal olmayan dirençler, uygulanan gerilime (veya akıma) bağlı olarak değişebilen bir değere sahiptir. Burada alternatif akım devresine uygulanmaktadır (ya da direnç değeri zamanın bir fonksiyonu olduğu), ilişkisi üzerinde bir zaman aralığı boyunca herhangi bir anda, ancak ortalama gücü hesaplama doğru olması gereklidir entegrasyonu bu aralık boyunca "anlık" güç.

Ohm bir ait olduğu birimler sistemi , bu miktarlar her biri, karşılık gelen SI birimini (olduğunda watt için P için ohm R , volt için V ve amper için I olarak ilişkilidir, § tanımı , bu formül geçerli kalır bu birimler kullanıldığında (ve iptal edildiği veya atlandığı düşünüldüğünde) sayısal olarak.

Tarih

19. yüzyılın son yarısında elektroteknolojinin hızlı yükselişi, elektrik miktarları için rasyonel, tutarlı, tutarlı ve uluslararası bir birim sistemi talebi yarattı. 19. yüzyılda telgrafçılar ve diğer erken elektrik kullanıcıları, direnç için pratik bir standart ölçü birimine ihtiyaç duyuyorlardı. Direnç genellikle standart uzunluktaki telgraf tellerinin direncinin bir katı olarak ifade edildi; farklı ajanslar bir standart için farklı temeller kullandı, bu nedenle birimler kolayca değiştirilemezdi. Bu şekilde tanımlanan elektrik birimleri, enerji, kütle, uzunluk ve zaman birimleriyle uyumlu bir sistem değildi ve enerji veya dirence güç ile ilgili hesaplamalarda dönüşüm faktörlerinin kullanılmasını gerektiriyordu.

Elektrik birimlerinden oluşan bir sistem kurmak için iki farklı yöntem seçilebilir. Bir tel uzunluğu veya standart bir elektrokimyasal hücre gibi çeşitli eserler, direnç, voltaj vb. için tanımlanmış miktarlar üreterek belirtilebilir. Alternatif olarak, elektrik birimleri, örneğin iki kablo arasında belirli bir kuvvet veren bir akım birimi veya iki birim yük arasında bir kuvvet birimi veren bir yük birimi tanımlanarak mekanik birimlerle ilişkilendirilebilir. Bu ikinci yöntem, enerji birimleri ile tutarlılık sağlar. Enerji ve zaman birimleriyle uyumlu olan direnç biriminin tanımlanması, potansiyel ve akım birimlerinin de tanımlanmasını gerektirir. Bir birim elektrik potansiyelinin, bir birim elektrik direncini bir birim zamanda bir birim iş yaparak, bir birim elektrik akımını bir birim zamanda zorlaması istenir, aksi takdirde, tüm elektrik hesaplamaları dönüşüm faktörlerini gerektirecektir.

"Mutlak" olarak adlandırılan yük ve akım birimleri kütle, uzunluk ve zaman birimlerinin kombinasyonları olarak ifade edildiğinden, potansiyel, akım ve direnç arasındaki ilişkilerin boyutsal analizi , direncin zaman başına uzunluk birimlerinde ifade edildiğini gösterir - bir hız. Bir direnç biriminin bazı erken tanımları, örneğin, bir birim direnci, saniyede Dünya'nın bir çeyreği olarak tanımladı.

Mutlak birimler sistemi, manyetik ve elektrostatik miktarları kütle, zaman ve uzunluk gibi temel metrik birimlerle ilişkilendirir. Bu birimler, elektromanyetik problemlerin çözümünde kullanılan denklemleri basitleştirme ve elektriksel büyüklüklerle ilgili hesaplamalarda dönüştürme faktörlerini ortadan kaldırma gibi büyük avantajlara sahipti. Bununla birlikte, santimetre-gram-saniye, CGS, birimlerin pratik ölçümler için pratik olmayan boyutlara sahip olduğu ortaya çıktı.

Direnç biriminin tanımı olarak çeşitli yapay standartlar önerildi. 1860 yılında Werner Siemens (1816-1892), Poggendorffs Annalen der Physik und Chemie'de tekrarlanabilir bir direnç standardı için bir öneri yayınladı . Bir milimetre kare kesitli, bir metre uzunluğunda saf cıva sütunu önerdi: Siemens cıva birimi . Ancak bu birim diğer birimlerle uyumlu değildi. Bir teklif, tutarlı olacak bir cıva sütununa dayalı bir birim tasarlamaktı - aslında, direnci bir ohm yapmak için uzunluğu ayarlayarak. Ünitelerin tüm kullanıcıları , gerekli hassasiyette metroloji deneylerini gerçekleştirecek kaynaklara sahip değildi , bu nedenle kavramsal olarak fiziksel tanımlamaya dayalı çalışma standartları gerekliydi.

1861'de, Latimer Clark (1822-1898) ve Sir Charles Bright (1832-1888), İngiliz Bilim İlerleme Derneği toplantısında elektrik birimleri için standartlar oluşturulmasını ve bu birimler için seçkin filozoflardan türetilen isimler öneren bir bildiri sundular. , 'Ohma', 'Farad' ve 'Volt'. BAAS 1861 yılında dahil bir komite Maxwell ve Thomson elektrik direncinin standartları üzerine rapora. Amaçları, uygun boyutta, elektriksel ölçümler için eksiksiz bir sistemin parçası olan, enerji birimleriyle uyumlu, kararlı, tekrarlanabilir ve Fransız metrik sistemine dayalı bir birim tasarlamaktı. Komitenin 1864 tarihli üçüncü raporunda, direniş birimi "BA birimi veya Ohmad" olarak anılır. 1867'de birim basitçe ohm olarak anılır .

BA ohm 10 olması amaçlanmıştır 9 CGS birimleri ancak hesaplamalarda bir hata nedeniyle tanımlama% 1.3 çok küçüktü. Hata, çalışma standartlarının hazırlanması için önemliydi.

21 Eylül 1881'de Congrès internationale des électriciens (uluslararası elektrikçiler konferansı) , 1 mm kare cıva sütunu kullanarak CGS birimlerine dayalı olarak direnç için pratik bir ohm birimi tanımladı . enine kesitte, 0 °C'de yaklaşık 104,9 cm uzunluğunda, Siemens tarafından önerilen aparata benzer.

Bir yasal ohm, yeniden üretilebilir bir standart uzun belirtilen ağırlık ve 106 cm cıva sütunu direnci 1884'te Paris elektrikçi uluslararası konferans tarafından tanımlanmıştır; bu, BA birimi (104,7 cm'ye eşdeğer), Siemens birimi (tanım gereği 100 cm) ve CGS birimi arasındaki bir uzlaşma değeriydi. "Yasal" olarak adlandırılsa da, bu standart herhangi bir ulusal mevzuat tarafından benimsenmemiştir. "Uluslararası" ohm, Chicago'daki 1893 Uluslararası Elektrik Kongresi'nde oybirliği ile önerildi . Ohm dayanıyordu ünitesi 10 e eşit 9 direnç birimi elektromanyetik birimlerinin CGS sistemi . Uluslararası ohm, 106,3 cm uzunluğunda, 14,4521 gram kütle ve 0 °C sabit kesit alanına sahip bir cıva sütununda değişmeyen bir elektrik akımına sunulan dirençle temsil edilir. Bu tanım, birçok ülkede ohm'un yasal tanımının temeli oldu. 1908'de bu tanım, Londra'daki Uluslararası Elektrik Birimleri ve Standartları Konferansı'nda çeşitli ülkelerden bilimsel temsilciler tarafından kabul edildi. Cıva sütunu standardı, ohm'un yapay bir standart yerine mutlak terimlerle yeniden tanımlandığı 1948 Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansına kadar korunmuştur .

19. yüzyılın sonunda, birimler iyi anlaşılmış ve tutarlıydı. Tanımlar, birimlerin ticari kullanımları üzerinde çok az etki ile değişecektir. Metrolojideki gelişmeler, tanımların yüksek derecede kesinlik ve tekrarlanabilirlik ile formüle edilmesini sağladı.

Tarihsel direnç birimleri

Birim Tanım BA ohm cinsinden değer Uyarılar
Mutlak ayak/saniye × 10 7 emperyal birimleri kullanarak 0.3048 1884'te bile modası geçmiş olarak kabul edildi
Thomson'ın birimi emperyal birimleri kullanarak 0,3202 100 milyon ft/s (30.480 km/s), 1884'te bile modası geçmiş olarak kabul edildi
Jacobi bakır ünitesi 25 ft (7.620 m) uzunluğunda, 345 gr (22.36 gr) ağırlığında belirli bir bakır tel 0.6367 1850'lerde kullanıldı
Weber'in mutlak birimi × 10 7 Metre ve saniyeye göre 0,9191
Siemens cıva ünitesi 1860. Saf cıva sütunu 0.9537 0 °C'de 100 cm ve 1 mm 2 kesit
İngiliz Derneği (BA) "ohm" 1863 1.000 1863'te Kew Gözlemevi'nde depolanan standart bobinler
Digney, Breguet, İsviçre 9.266–10.420 1 km uzunluğunda ve 4 mm 2 kesitli demir tel
Matthiessen 13.59 1 mi (1.609 km) 1 / 16 inçlik çaplı (1.588 mm), saf tavlı bakır tel 15.5 ° C 'de
Varley 25.61 Bir mil özel 116 inç çapında bakır tel
Alman mili 57.44  (4.233 mm) çapında bir Alman mili (8.238 yd veya 7.533 m) demir tel 16
abohm 10 -9 Santimetre-gram-saniye birimlerinde elektromanyetik mutlak birim
statohm 8.987 551 787 × 10 11 Santimetre-gram-saniye birimlerinde elektrostatik mutlak birim

Standartların gerçekleştirilmesi

Fiziksel bir standart ohm gerçekleştirmeye yönelik cıva kolonu yönteminin, cam borunun sabit olmayan enine kesitinin etkileri nedeniyle yeniden üretilmesinin zor olduğu ortaya çıktı. İngiliz Derneği ve diğerleri tarafından direnç birimi için fiziksel yapay standartlar olarak hizmet etmek üzere çeşitli direnç bobinleri inşa edildi. Sıcaklık, hava basıncı, nem ve zamanın standartlar üzerindeki etkileri tespit edilip analiz edildiğinden, bu eserlerin uzun vadeli kararlılığı ve tekrarlanabilirliği devam eden bir araştırma alanıydı.

Artefakt standartları hala kullanılmaktadır, ancak doğru boyutlandırılmış indüktörler ve kapasitörler ile ilgili metroloji deneyleri, ohm tanımı için daha temel bir temel sağlamıştır. 1990'dan beri, ohm'u yüksek hassasiyet ve tekrarlanabilirlikle tanımlamak için kuantum Hall etkisi kullanılmıştır. Kuantum Hall deneyleri, karşılaştırma için uygun değerlere sahip çalışma standartlarının kararlılığını kontrol etmek için kullanılır.

Aşağıdaki temel SI birimleri 2019 yeniden tanımlanması ki, amper ve kilogram cinsinden yeniden tanımlanmıştır temel sabitleri ohm artık bu sabitler cinsinden tanımlanır.

Sembol

Ω sembolü, ohm ve omega'nın benzer sesi nedeniyle 1867'de William Henry Preece tarafından önerildi. İkinci Dünya Savaşı'ndan önce basılan belgelerde birim sembolü genellikle yükseltilmiş küçük harfli omega'dan (ω) oluşuyordu, öyle ki 56 Ω 56 olarak yazılmıştır. ω .

Tarihsel olarak, bazı belge düzenleme yazılım uygulamaları, Ω karakterini oluşturmak için Symbol yazı tipini kullanmıştır . Yazı tipinin desteklenmediği durumlarda, bunun yerine bir W görüntülenir (örneğin, "10 Ω" yerine "10 W"). W , gücün SI birimi olan watt'ı temsil ettiğinden , bu, doğru Unicode kod noktasının tercih edilmesini sağlayarak karışıklığa yol açabilir.

Karakter kümesinin ASCII ile sınırlı olduğu durumlarda , IEEE 260.1 standardı Ω yerine ohm sembolünün kullanılmasını önerir .

Elektronik endüstrisinde Ω sembolü yerine R karakterinin kullanılması yaygındır , bu nedenle 10 Ω'luk bir direnç 10R olarak gösterilebilir. Bu, İngiliz standardı BS 1852 kodudur. Değerin ondalık basamağa sahip olduğu birçok durumda kullanılır. Örneğin, 5,6 Ω, 5R6 olarak listelenir. Bu yöntem, bileşenlerde veya belgeler çoğaltılırken güvenilir bir şekilde görüntülenemeyebilecek ondalık noktanın gözden kaçırılmasını önler.

Unicode , sembolü U+2126 Ω OHM İŞARET olarak kodlar, harf benzeri semboller arasında Yunanca omegadan farklıdır , ancak yalnızca geriye dönük uyumluluk için dahil edilmiştir ve Yunanca büyük harfli omega karakteri U+03A9 Ω GREEK CAPITAL LETTER OMEGA (HTML  Ω · Ω, Ω ) tercih edilir. MS-DOS ve Microsoft Windows'ta, ALT 234 alt kodu , Ω sembolünü üretebilir. Mac OS'de ⌥ Opt+ Z, aynı şeyi yapar.

Ayrıca bakınız

Notlar ve referanslar

Dış bağlantılar