Ом (обозначение: Ω , заглавная греческая буква омега ) — единица электрического сопротивления в Международной системе единиц (СИ) . Он назван в честь немецкого физика Георга Ома . Различные эмпирически выведенные стандартные единицы электрического сопротивления были разработаны в связи с ранней практикой телеграфии , а Британская ассоциация содействия развитию науки предложила единицу, полученную на основе существующих единиц массы, длины и времени и имеющую удобную шкалу для практической работы еще на ранних этапах как 1861 год.
После переопределения базовых единиц СИ в 2019 году , когда ампер и килограмм были переопределены с точки зрения фундаментальных констант, ом теперь также определяется как точное значение с точки зрения этих констант.
Ом определяется как электрическое сопротивление между двумя точками проводника, когда постоянная разность потенциалов в один вольт (В), приложенная к этим точкам, создает в проводнике ток в один ампер (А), причем проводник не является посадочным местом. любой электродвижущей силы . [1]
в которых фигурируют следующие дополнительные единицы: сименс (См), ватт (Вт), секунда (с), фарад (Ф), генри (Н), вебер (Вб), джоуль (Дж), кулон (К), килограмм ( кг) и метр (м).
Во многих случаях сопротивление проводника примерно постоянно в определенном диапазоне напряжений, температур и других параметров. Их называют линейными резисторами . В других случаях сопротивление меняется, например, в случае с термистором , сопротивление которого сильно зависит от температуры.
В США двойная гласная в префиксах «килоом» и «мегаом» обычно упрощается, образуя «килоом» и «мегом». [2] [3] [4] [5]
В цепях переменного тока электрическое сопротивление также измеряется в Омах.
Сименс (С) — производная единица электрической проводимости и проводимости в системе СИ , исторически известная как «мо» ( ом, написанное наоборот, символ — ℧); это обратная величина ома: 1 S = 1 Ω −1 .
Мощность, рассеиваемую резистором, можно рассчитать исходя из его сопротивления и задействованного напряжения или тока. Формула представляет собой комбинацию закона Ома и закона Джоуля :
где P — мощность, R — сопротивление, V — напряжение на резисторе, а I — ток через резистор.
Линейный резистор имеет постоянное значение сопротивления при всех приложенных напряжениях или токах; многие практические резисторы являются линейными в полезном диапазоне токов. Нелинейные резисторы имеют номинал, который может меняться в зависимости от приложенного напряжения (или тока). Если к цепи приложен переменный ток (или когда значение сопротивления является функцией времени), приведенное выше соотношение верно в любой момент, но расчет средней мощности за интервал времени требует интегрирования «мгновенной» мощности за этот интервал. .
Поскольку ом принадлежит к последовательной системе единиц , когда каждая из этих величин имеет соответствующую единицу СИ ( ватт для P , ом для R , вольт для V и ампер для I , которые связаны, как в § Определение), эта формула остается действительной. численно, когда эти единицы используются (и считаются отмененными или опущенными).
Быстрый рост электротехнологий во второй половине XIX века создал потребность в рациональной, последовательной, последовательной и международной системе единиц электрических величин. Телеграфистам и другим первым пользователям электричества в 19 веке требовалась практичная стандартная единица измерения сопротивления. Сопротивление часто выражали кратным сопротивлению стандартной длины телеграфных проводов; разные агентства использовали разные основы стандарта, поэтому единицы измерения не были легко взаимозаменяемыми. Определенные таким образом электрические единицы не представляли собой связную систему с единицами энергии, массы, длины и времени, что требовало использования коэффициентов преобразования в расчетах, связывающих энергию или мощность с сопротивлением. [6]
Можно выбрать два разных метода создания системы электрических блоков. Различные артефакты, такие как длина провода или стандартная электрохимическая ячейка, могут быть указаны как производящие определенные величины сопротивления, напряжения и т. д. Альтернативно, электрические единицы могут быть связаны с механическими единицами путем определения, например, единицы тока, которая дает заданную силу между двумя проводами, или единицы заряда, которая дает единицу силы между двумя единицами заряда. Этот последний метод обеспечивает согласованность с единицами энергии. Определение единицы сопротивления, которая соответствует действующим единицам энергии и времени, также требует определения единиц потенциала и тока. Желательно, чтобы одна единица электрического потенциала пропускала одну единицу электрического тока через одну единицу электрического сопротивления, совершая одну единицу работы за одну единицу времени, иначе для всех электрических расчетов потребуются коэффициенты пересчета.
Поскольку так называемые «абсолютные» единицы заряда и тока выражаются как комбинации единиц массы, длины и времени, размерный анализ отношений между потенциалом, током и сопротивлением показывает, что сопротивление выражается в единицах длины на время – скорость. Например, некоторые ранние определения единицы сопротивления определяли единицу сопротивления как один квадрант Земли в секунду.
Система абсолютных единиц связала магнитные и электростатические величины с метрическими базовыми единицами массы, времени и длины. Эти единицы имели большое преимущество, заключающееся в упрощении уравнений, используемых при решении электромагнитных задач, 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 году Вернер Сименс (1816–1892) опубликовал предложение о воспроизводимом эталоне сопротивления в книге Поггендорфа «Анналы физики и химии» . [7] Он предложил столб чистой ртути с поперечным сечением в один квадратный миллиметр и длиной в один метр: ртутная единица Сименса . Однако это подразделение не было связано с другими подразделениями. Одно из предложений заключалось в том, чтобы разработать устройство на основе ртутного столба, которое было бы когерентным – по сути, регулируя длину так, чтобы сопротивление составляло один Ом. Не все пользователи единиц имели ресурсы для проведения метрологических экспериментов с необходимой точностью, поэтому требовались рабочие стандарты, теоретически основанные на физическом определении.
В 1861 году Латимер Кларк (1822–1898) и сэр Чарльз Брайт (1832–1888) представили на заседании Британской ассоциации содействия развитию науки доклад [8] , в котором предлагалось установить стандарты для электрических единиц и предлагались названия для этих единиц, производные от от выдающихся философов «Ома», «Фарад» и «Вольт». В 1861 году BAAS назначила комитет, в который вошли Максвелл и Томсон, для составления отчетов о стандартах электрического сопротивления. [9] Их целью было разработать единицу удобного размера, часть полной системы электрических измерений, согласованную с единицами измерения энергии, стабильную, воспроизводимую и основанную на французской метрической системе. [10] В третьем отчете комитета за 1864 год отряд сопротивления упоминается как «отряд БА, или Омад». [11] К 1867 году единицу стали называть просто ом . [12]
Предполагалось, что БА-ом будет равен 10 9 единиц СГС, но из-за ошибки в расчетах определение оказалось заниженным на 1,3%. Ошибка была существенной для подготовки рабочих эталонов.
21 сентября 1881 года Международный электротехнический конгресс определил практическую единицу сопротивления ом, основанную на единицах СГС , с использованием ртутного столба с поперечным сечением 1 мм 2 и длиной примерно 104,9 см при 0 °C, аналогично предложенному прибору. от Сименс.
Юридический ом , воспроизводимый стандарт, был определен Международной конференцией электриков в Париже в 1884 году как сопротивление ртутного столба определенного веса и длины 106 см; это было компромиссное значение между единицей BA (эквивалентной 104,7 см), единицей Siemens (100 см по определению) и единицей CGS. [13] Несмотря на то, что этот стандарт называется «законным», он не был принят ни одним национальным законодательством. «Интернациональный» ом был рекомендован единогласной резолюцией на Международном электротехническом конгрессе 1893 года в Чикаго. [14] В основе единицы измерения лежит ом, равный 10 9 единицам сопротивления системы электромагнитных единиц СГС. Международный ом представляет собой сопротивление, оказываемое неизменному электрическому току в ртутном столбе постоянной площади поперечного сечения длиной 106,3 см, массой 14,4521 грамма и температурой 0 °C. Это определение стало основой юридического определения ома в ряде стран. В 1908 году это определение было принято представителями науки ряда стран на Международной конференции по электрическим единицам и стандартам в Лондоне. [14] Стандарт ртутного столба сохранялся до Генеральной конференции по мерам и весам 1948 года , на которой ом был переопределен в абсолютных единицах, а не как эталон артефакта.
К концу XIX века единицы были хорошо поняты и последовательны. Определения изменятся с незначительным влиянием на коммерческое использование единиц. Достижения в метрологии позволили формулировать определения с высокой степенью точности и повторяемости.
Метод ртутного столба для получения физического эталона Ома оказался трудным для воспроизведения из-за непостоянного сечения стеклянной трубки. Различные катушки сопротивления были созданы Британской ассоциацией и другими организациями, чтобы служить стандартами физических артефактов для единицы сопротивления. Долгосрочная стабильность и воспроизводимость этих артефактов были постоянной областью исследований, поскольку влияние температуры, давления воздуха, влажности и времени на стандарты было обнаружено и проанализировано.
Стандарты артефактов все еще используются, но метрологические эксперименты, касающиеся точных размеров 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 стандартов, имеющих удобные для сравнения значения. [17]
После переопределения базовых единиц СИ в 2019 году , в котором ампер и килограмм были переопределены с точки зрения фундаментальных констант , ом теперь также определяется с точки зрения этих констант.
Символ Ω был предложен Уильямом Генри Присом в 1867 году из-за схожего звучания ома и омеги. [18] В документах, напечатанных до Второй мировой войны, символ единицы часто состоял из выпуклой строчной омеги (ω), так что 56 Ом записывался как 56 ω .
Исторически сложилось так, что некоторые приложения для редактирования документов использовали шрифт символа для отображения символа Ω. [19] Если шрифт не поддерживается, тот же документ может отображаться с буквой «W» (например, «10 Вт» вместо «10 Ом»). Поскольку W представляет собой ватт , единицу мощности в системе СИ , это может привести к путанице, поэтому предпочтительнее использовать правильный код Unicode.
Если набор символов ограничен ASCII , стандарт IEEE 260.1 рекомендует использовать в качестве символа имя единицы измерения «Ом» вместо «Ом».
В электронной промышленности вместо символа Ω принято использовать символ R , поэтому резистор сопротивлением 10 Ом может быть представлен как 10R. Это часть кода РКМ . Он используется во многих случаях, когда значение имеет десятичный знак. Например, сопротивление 5,6 Ом указано как 5R6, а сопротивление 2200 Ом указано как 2K2. Этот метод позволяет избежать упущения десятичной точки, которая может быть ненадежно отображена на компонентах или при дублировании документов.
В Юникоде этот символ кодируется как U+2126 Ω OHM SIGN , в отличие от греческой омеги среди буквоподобных символов , но он включен только для обратной совместимости, а греческий символ омеги в верхнем регистре U+03A9 Ω ГРЕЧЕСКАЯ ЗАГЛАВНАЯ БУКВА ОМЕГА ( Ω, Ω ) предпочтительнее. [20] В MS-DOS и Microsoft Windows альтернативный код ALT 234 может создавать символ Ω. В Mac OS + делает то же самое. ⌥ OptZ
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )В [6] указывается, что есть три случая, когда последняя гласная в префиксе СИ обычно опускается: мегаом (не мегаом), килоом (не килоом) и гектар (не гектоар). Во всех остальных случаях, когда название единицы начинается с гласной, как последняя гласная префикса, так и гласная названия единицы сохраняются и обе произносятся.(85 страниц)
В августе 1893 года в Чикаго, США, был проведен Конгресс по электротехнике, чтобы рассмотреть… и на последнем конгрессе, состоявшемся в Лондоне в октябре 1908 года, были окончательно приняты