歐姆

歐姆
Leeds and Northrup one ohm standard resistance.jpg
實驗室單歐標準電阻,大約1917年。
一般信息
單位系統si
單位電阻
象徵Ω
而得名喬治·歐姆
轉換
在 ......等於...
   SI基礎單元   公斤m2s-3一個-2

歐姆(象徵:Ω)是電阻在裡面國際單位系統(SI)。它以德國物理學家的名字命名Georg Simon Ohm。與早期電報實踐有關的各種經驗得出的電阻標准單位是開發的,英國科學發展協會提出了一個單位,該單元早在1861年就從現有的質量,長度和時間和方便的實際工作量表中得出。

跟隨2019年重新定義SI基礎單元,其中安培公斤根據基本常數重新定義,歐姆現在也被定義為這些常數的確切值。

定義

多種類型的功能之一多機是歐姆中電阻的測量。

歐姆被定義為當導體的兩個點之間的電阻時,當恆定電勢差為一伏特,應用於這些點,在導體中產生一個安培,導體不在任何地方電動力.[1]

其中顯示以下單元:伏特(v),,安培(一個),西門子(s),(w),,第二(s),法拉德(F),亨利(H),焦耳(j),,庫侖(C),公斤(公斤),和儀表(M)。

在許多情況下,導體的電阻在一定的電壓,溫度和其他參數範圍內大約是恆定的。這些被稱為線性電阻。在其他情況下,阻力也有所不同,例如熱敏電阻,它表現出其在溫度下的抗性的強烈依賴性。

在美國,通常省略了前綴單元的元音Kiloohm和Megaohm,從而產生了Kilohm和Megohm。[2][3][4][5]

在交替的電路中,電阻抗也可以在歐姆中測量。

轉換

西門子(符號:S)是SI派生單元電導准入在歷史上被稱為MHO(歐姆向後拼寫,符號為℧);它是互惠的歐姆(ω)的

功率與電阻的關係

消散的功率電阻可以根據其電阻以及涉及的電流或電流來計算。公式是歐姆定律焦耳定律

在哪裡:

p是力量
r是阻力
v是個電壓穿過電阻
I是通過電阻的電流

線性電阻在所有施加的電壓或電流上具有恆定電阻值;許多實用的電阻在有用的電流範圍內是線性的。非線性電阻的值可能會根據所施加的電壓(或電流)而變化。在哪裡交替電流應用於電路(或電阻值是時間的函數),以上關係在任何瞬間都是正確的,但是在時間間隔內計算平均功率需要一體化對該間隔的“瞬時”功率。

由於歐姆屬於連貫的單元系統,當這些數量中的每一個都有其相應的SI單元(為了p,歐姆r伏特為了v安培為了I,與§ 定義)當使用這些單元時(被認為被取消或省略),該公式在數值上保持有效。

歷史

19世紀後半葉電學技術的快速崛起提出了對電量的理性,連貫,一致和國際單位系統的需求。19世紀電報和其他早期電力用戶需要一個實用的標準測量電阻單位。電阻通常表示為標準電報線的電阻的倍數。不同的機構將不同的基礎用於標準,因此單位不容易互換。如此定義的電氣單元不是與能量,質量,長度和時間單元的連貫系統,需要將轉換因子用於計算中,將能量或功率與電阻有關。[6]

可以選擇兩種建立電氣單元系統的方法。各種文物,例如一條線或標準電化學細胞,可以指定為產生定義的電阻,電壓等數量。或者,電氣單元可以通過定義一個電流單位來與機械單位有關,該單元在兩根電線之間產生指定的力,或者在兩個單位電荷之間提供一個力單位的電荷。後一種方法可確保與能量單位的連貫性。定義一個與能量和有效的單位相干的電阻單位也需要定義電位和電流單位。希望一個單位的電勢將迫使一個電流通過一個單位電阻,在一個單位的時間內進行一個單位工作,否則,所有電氣計算都需要轉換因子。

由於所謂的“絕對”電荷單位和電流表示為質量,長度和時間單位的組合,因此多方面分析電勢,電流和電阻之間的關係表明,電阻以每次長度的單位表示 - 速度。例如,某個電阻單位的一些早期定義將單位電阻定義為每秒地球的一個像限。

絕對單位系統相關的磁性和靜電量與質量,時間和長度的度量基礎單位。這些單元具有簡化用於電磁問題解決方案的方程,並消除了有關電量計算中的轉換因子。然而,厘米 - 克(CG)的CGS,單位證明具有不切實際的大小用於實踐測量。

提出了各種工件標準作為電阻單位的定義。1860年Werner Siemens(1816–1892)發表了關於可再現電阻標準的建議Poggendorff的Annalen der physik und chemie.[7]他提出了一列純淨的汞,一米長的一米長:西門子水星部門。但是,該單元與其他單位不一致。一項建議是設計一個基於汞柱連貫的汞柱的單元 - 實際上,調整了長度以使電阻使一個歐姆。並非所有單位用戶都有資源可以執行計量學需要實驗所需的精度,因此需要根據物理定義在概念上進行工作標準。

1861年,拉蒂默·克拉克(Latimer Clark)(1822-1898)和查爾斯·布萊特爵士(1832–1888)在英國科學發展協會會議[8]建議建立電氣單元的標準,並為這些單位提出來自著名哲學家的“ Ohma”,“ Farad”和“ Volt”的名稱。這巴斯1861年任命了一個委員會麥克斯韋湯姆森報告電阻標準。[9]他們的目標是設計一個方便尺寸的單元,這是一個用於電氣測量的完整系統的一部分,與能量單位相干,穩定,可重現並且基於法國度量系統。[10]在1864年委員會的第三次報告中,抵抗部門稱為“ B.A.單位或歐馬”。[11]到1867年,該單元被稱為歐姆.[12]

學士學位歐姆打算是109CGS單元,但由於計算錯誤的原因,定義為1.3%。錯誤對於準備工作標準的錯誤是顯著的。

1881年9月21日恭喜國際學院(國際電工會議)定義實際的基於CGS單位,使用汞列1毫米2在橫截面上,在0°C時長約104.9厘米,[13]類似於西門子建議的設備。

一個合法的歐姆(OHM)是一個可重複的標準,由1884年在巴黎舉行的國際電工會議定義為指定重量的汞柱的抵抗力,長106厘米。這是B. A.單元(相當於104.7 cm),西門子單位(按定義為100厘米)和CGS單元之間的折衷值。儘管被稱為“合法”,但該標準並未被任何國家立法採用。“國際”歐姆是通過一致分辨率推薦的國際電氣國會1893年在芝加哥。[14]該單元基於歐姆等於109抵抗的單位C.G.S.電磁單元系統。國際歐姆以恆定橫截面區域106.3厘米長的質量為14.4521克和0°C的汞柱中提供的電流的電阻表示。該定義成為了幾個國家 /地區歐姆法律定義的基礎。1908年,在倫敦國際電力和標準國際會議上,來自幾個國家的科學代表採用了這一定義。[14]汞柱標準一直保持到1948年體重和措施大會,以絕對術語重新定義歐姆,而不是作為人工製品標準。

到19世紀末,單位已得到充分理解和一致。定義會改變,對單位的商業用途影響很小。計量學的進步允許以高度的精度和可重複性來製定定義。

抵抗的歷史單位

單元[15]定義B.A.的價值歐姆評論
絕對腳/秒×107使用帝國單位0.3048即使在1884年也被認為過時了
湯姆森的單位使用帝國單位0.32021億英尺/s(30,480 km/s),即使在1884年也被認為是過時的
雅各比銅單元指定的銅線25英尺(7.620 m)長345 gr(22.36 g)0.6367在1850年代使用
韋伯的絕對單位×107基於儀表和第二0.9191
西門子水星部門1860年。一列純淨的汞0.9537100厘米和1毫米2在0°C的橫截面
英國協會(學士)“歐姆”18631.0001863年沈積在Kew天文台的標準線圈[16]
Digney,Breguet,瑞士人9.266–10.420鐵線長1公里,4毫米2橫截面
馬蒂森13.591英里(1.609公里)116 - 直徑(1.588毫米)15.5°C的純退火銅線
瓦利25.61一英里116 - 直徑銅線
德國英里57.44鐵線的德國英里(8,238碼或7,533 m)16在(4.233毫米)直徑
Abohm10-9電磁絕對單元以厘米 - 克 - 秒單位
Statohm8.987551787×1011靜電絕對單位以厘米 - 克 - 秒為單位

實現標準

由於玻璃管的非恆定橫截面的影響,汞柱的實現物理標準歐姆的方法很難繁殖。英國協會和其他人建造了各種電阻線圈,以作為抵抗部分單位的物理偽像標準。這些偽像的長期穩定性和可重複性是一個持續的研究領域,因為檢測並分析了溫度,氣壓,濕度和時間對標準的影響。

仍使用人工製品標準計量學與準確的電感器和電容器相關的實驗為歐姆的定義提供了更基本的基礎。自1990年以來量子廳效應已被用來以高精度和可重複性來定義歐姆。量子大廳實驗用於檢查具有方便值的工作標準的穩定性。[17]

跟隨2019年重新定義SI基礎單元,其中安培公斤根據基本常數,現在也根據這些常數定義了歐姆。

象徵

由於歐姆和歐米茄的類似聲音,建議了符號ω威廉·亨利·普雷斯(William Henry Preece)1867年。[18]在第二次世界大戰之前打印的文檔中,單位符號通常由凸起的小寫歐米茄(ω)組成,因此將56Ω寫成56ω.

從歷史上看,一些文檔編輯軟件應用程序已使用象徵呈現字符ω。[19]在不支持字體的情況下,請改為顯示W(例如,“ 10 W”而不是“10Ω”)。如W代表,SI單位力量,這可能會導致混亂,使使用正確的Unicode代碼點優選。

角色集僅限於ASCII, 這IEEE 260.1標準建議替換符號歐姆對於ω。

在電子行業中,使用角色很常見r因此,可以將10Ω電阻表示為10R,而不是ω符號。這是RKM代碼。在該值具有小數位置的許多情況下,它使用。例如,將5.6Ω列為5R6,或2200Ω列為2K2。此方法避免忽略小數點,該點可能不會在組件上或複製文檔時可靠地呈現。

Unicode編碼符號為U+2126歐姆標誌,與希臘歐米茄不同字母符號,但僅包括向後兼容性和希臘大寫歐米茄(Omega)U+03A9Ω希臘大寫字母歐米茄Ωω)是首選。[20]在MS-DOS和Microsoft Windows中Alt代碼Alt 234可能會產生ω符號。在Mac OS中⌥選擇+z做同樣的事情。

也可以看看

註釋和參考

  1. ^BIPM SI小冊子:附錄1,第46頁(PDF)
  2. ^SASB/SCC14 - SCC14 - 數量,單位和字母符號(2002-12-30)。IEEE/ASTM SI 10-2002:IEEE/ASTM使用國際單位系統(SI)的標準:現代指標系統.{{}}:CS1維護:多個名稱:作者列表(鏈接)
  3. ^湯普森,安伯勒;泰勒,巴里N.(2008年11月)[2008年3月]。“第9.3章帶有前綴的拼寫單位名稱”。使用國際單位系統(SI)的指南(PDF)(第二糾正印刷,2008年版)。美國馬里蘭州蓋瑟斯堡:國家標準研究所,美國商務部。代碼子 NSPUE3。 NIST特別出版物811。存檔(PDF)從2021-01-31的原始。檢索2021-01-31。 p。 31:參考[6]指出通常省略了SI前綴的最後元音:Megohm(不是Megaohm),Kilohm(不是Kiloohm)和Hectare(不是Hectoare)。在所有其他情況下,單位名稱以元音開頭,前綴的最終元音和單位名稱的元音都保留並且兩者均發音。(85頁)
  4. ^“ SI NIST指南”。美國馬里蘭州蓋瑟斯堡:國家標準研究所(NIST),物理測量實驗室。2016-08-25 [2016-01-28]。第9章:拼寫單位名稱的規則和样式約定,9.3:帶有前綴的拼寫單位名稱。特別出版物811。存檔從2021-01-31的原始。檢索2021-01-31.[1]
  5. ^Aubrecht II,Gordon J。;法語,安東尼P。愛奧娜,馬里奧(2012-01-20)。“關於國際單位系統(SI)第四部分的寫作,拼寫和數學”。物理老師.50(2):77–79。Bibcode2012phtea..50 ... 77a.doi10.1119/1.3677278.
  6. ^亨特,布魯斯J.(1994)。“歐姆是藝術的地方:英國電報工程師和電氣標準的發展”(PDF).奧西里斯。 2。9:48–63。doi10.1086/368729.S2CID 145557228。存檔原本的2014-03-08。檢索2014-02-27.
  7. ^西門子,沃納(1860)。“ vorschlag eines repoducirbarenwiderstandsmaaßes”.Annalen der physik und chemie(在德國)。186(5):1–20。Bibcode1860ANP ... 186 .... 1s.doi10.1002/andP.18601860502.
  8. ^克拉克(Latimer)明亮,查爾斯爵士(1861-11-09)。“電量和電阻的測量”.電工.1(1):3–4。檢索2014-02-27.
  9. ^英國科學發展協會第三十屆會議的報告;1861年9月在曼徹斯特舉行。 1861年9月。第xxxix – xl。
  10. ^威廉姆森,A。Wheatstone,C。湯姆森(W.)Miller,W。H.Matthiessen,A。詹金(Jenkin),逃離(1862年9月)。英國電阻標準協會任命的委員會的臨時報告。英國科學發展協會的第三秒會議。倫敦:約翰·默里(John Murray)。pp。125–163。檢索2014-02-27.
  11. ^威廉姆森,A。Wheatstone,C。湯姆森(W.)Miller,W。H.Matthiessen,A。詹金(Jenkin),逃離明亮,查爾斯麥克斯韋,詹姆斯文員西門子,卡爾·威廉斯圖爾特,巴爾福焦耳,詹姆斯·普雷斯科特Varley,C。F.(1864年9月)。電阻標準委員會的報告。英國科學發展協會第34次會議。倫敦:約翰·默里(John Murray)。p。折疊面向第349頁。檢索2014-02-27.
  12. ^威廉姆森,A。Wheatstone,C。湯姆森(W.)Miller,W。H.Matthiessen,A。詹金(Jenkin),逃離明亮,查爾斯麥克斯韋,詹姆斯文員西門子,卡爾·威廉斯圖爾特,巴爾福Varley,C。F.; Foster,G。C。;克拉克(Latimer);福布斯,d。;霍金,查爾斯;焦耳,詹姆斯·普雷斯科特(1867年9月)。電阻標準委員會的報告。英國科學發展協會第37屆會議。倫敦:約翰·默里(John Murray)。p。488。檢索2014-02-27.
  13. ^“測量單元系統”.工程和技術歷史Wiki。 2012-04-24。檢索2018-04-13.
  14. ^一個b弗萊明,約翰·安布羅斯(1911)。“單位,身體”。在Chisholm,Hugh(編輯)。百科全書大不列顛。卷。27(第11版)。劍橋大學出版社。第738–745頁,請參閱第742頁。1893年8月在美國芝加哥舉行了一場電氣國會,以考慮……在1908年10月在倫敦舉行的最後一次舉行
  15. ^戈登·威根(Trans。和Ed。),電工袖珍書,卡塞爾和公司,倫敦,1884年
  16. ^國際公司業務的歷史研究。Teich P34
  17. ^R. Dzuiba等,雙壁maganin電阻的穩定性NIST SPIE的特別出版論文集,研究所,1988年,第63-64頁
  18. ^Preece,威廉·亨利(William Henry,1867年),“電氣測量單位”哲學雜誌,卷。33,p。397,檢索2017-02-26
  19. ^例如。在HTML 4.01中推薦:“ HTML 4.01規格”.W3C。1998年。第24.1節“角色實體參考簡介”。檢索2018-11-22.
  20. ^摘錄來自Unicode標準,版本4.0,2006年10月11日訪問

外部鏈接