اوم
الأوم وحدة قياس للمقاومة الكهربائية، سميت بإسم الفيزيائي الألماني جورج أوم وهوأول من إكتشف العلاقة بين شدّة التيار وفرق الجهد الكهربائيين. ويرمز للأوم بالحرف الإغريقي Ω.
وبحسب التعريف فإن لبترة ما مقاومة مقدارها 1 أوم إذا كان فرق جهد مقداره 1 فولت قادر على تمرير تيار كهربائي شدّته 1 أمبير، أي أن:
الأوم = الجهد ÷ التيار.
ويمكن تعريف الأوم بإستخدام الوحدات الأساسية في النظام الدولي للوحدات بالشكل التالي:
أوم = كغم×م2×ث-3×أ-2
حيث حتى الـ أ ترمز إلى الأمبير وهي وحدة التيار الكهربائي، وهي الوحدة الرئيسية الوحيدة من وحدات الكهرومغناطيسية بحسب النظام الدولي. ويعرّف معكوس الأوم بالسيمنز وهي وحدة قياس التوصيل الكهربائي.
وعندما تكون المقاومة كمّية معقّدة، وتعهد في هذه الحالة بإسم impedance، فإن كلا الطرفين (العدد الحقيقي والعدد التخيلي) يأخذ وحدة الأوم بالرغم من أنهما يعبّران عن كميتين فيزيائيّتين مختلفتين.
ويمكن الحصول على وحدة المقاومة بأستخدام مسار معين للتيار, حيث تنتج مقاومة قدرها أوم واحد إذا سرى تيار كهربائي خلال عمود من الزئبق بمساحة مبترية تساوي 1 ملم2 وطوله 1,063 متر.
شرح
وللحصول على معيار مقاومة يساوي بالضبط أوماً واحداً، يمكن الإعتماد على تعريف الفولط، وحينئذ ينبغي قياس الإستطاعة power الحرارية المبدَّدة في معيار المقاومة هذا حين يمر فيه تيار كهربائي شدته أمبير عياري والتحقق من حتى الإستطاعة تساوي واطاً واحداً، وذلك إعتماداً على القانون: W=VI (الإستطاعة بالواط).
ولكن قوانين الكهرمغنطيسية تمكِّن من اتِّباع طريقتين متكافئتين تعتمدان إما على تحقيق معيار حث/تحريضي inductance أومعيار سعة/مواسعة capacitance، تتعين قيمة جميع منهما بقياس أبعاده الهندسية. فتُحسب التحريضية L مقدرة بالهنري، وتحسب المواسعة C مقدرة بالفاراد، وتُعْرف بذلك ممانعة التحريضية wL وممانعة المواسعة المعادلة 1/WC مقدرتين بالأوم، حيث w التردد (التواتر) الزاوي الذي يساوي 2f، باعتبار f تردد التيار المتناوب الذي يغَّذي الدارة الكهربائية. وبعد حتى تُعهد ممانعة معيار التحريضية أوممانعة معيار المواسعة يمكن وضع أحدهما في أحد فروع جسر bridge يغذيه تيار متناوب ذوتردد f معروف، ومن ثم مقارنة ممانعته مع ممناعة مقاومةٍ تُجعل في فرعٍ آخر من الجسر، وبذلك تتعين قيمة المقاومة مقدرة بالأوم.
وقد اتُّبِعت في البدء طريقة معيار التحريضية بقياس أبعاد المعيار وحساب ممانعته من أجل تيارٍ ذي تردد معلوم. ولكن اكتشاف نظرية الكهرباء الساكنة electrostatic theorem من قِبَل العالمْين الأستراليين تومسون A.M.Thomson ولمبْارد D.G.Lompard أدى إلى تحسينٍ كبيرٍ في تحديد الأوم العياري باتباع كيفية تجريبية لا تتطلب إلا قياس الانزياح الخطي لأحد مسرييْ مواسع (مكثف كهربائي ) capacitor، وهوقياسٌ يمكن حتى يتم بدقة كبيرة باستخدام طرائق تداخل الضوء، وذلك بإسقاط حزمة ضوئية وحيدة اللون على مرآة تنزاح انزياحَ لبوس المواسع. فمن أجل انزياح مقدارهعشرة سنتيمترات مثلاً، ينزاح في الخلاء 33.152.746 هدباً من أهداب الشعاعة الضوئية المستخدمة في تحديد المتر العياري، وهذا الانزياح يقابل تغيراً في السعة الكهربائية مقداره 0.17557623 واحدة كهربائية ساكنة في منظومة واحدات القياس (ثانية. گرام. سنتمتر). إذا أكبر إرتياب في حساب السعة مصدره الارتياب في قيمة سرعة الضوء في الخلاء، فلكي تقدر السعة C بالفاراد في منظومة واحدات القياس التي إتُخذ فيها الأوم واحدة للمقاومة الكهربائية، ينبغي ضرب القيمة السابقة بـ 10تسعة وتقسيمها على مربع سرعة الضوء في الخلاء مقدرة بالسنتمتر /الثانية، وهي تساوي، وفقاً لأدق القياسات الحديثة، 2.99792458×عشرة 10سم/ثا، بارتياب نسبي ضئيل جداً قدره 4×10 -9 . وبذلكقد يكون تغير السعة: 1.95354876×10 -13 فاراد بارتياب نسبي من مرتبة 10-8. وقد طُبّقت هذه الطريقة الدقيقة باستعمال مواسع (مكثف) مكوّن من أربعة قضبان معدنية أسطوانية متوازية جُعلت محاورها شاقولية وواقعة عند رؤوس مربع، أما المسرى المتحرك فهوقضيب معدني أسطواني خامس يقع محوره في مركز المربع ويمكن إزاحته وفق هذا المحور ويقوم بدور حاجز كهربائي.
إن ممانعة المواسع التي يُحصل عليها من هذه التجربة كبيرة وهي من مرتبة مليون أوم، ولكن يمكن مقارنتها مع ممانعات مقاومات على مراحل متعاقبة حتى الوصول إلى تحديد الأوم العياري.
وتصنع المقاومات العيارية من سلك مقاوم تحدّد قيمة مقاومته R على وجه التقريب وفقاً للعلاقة R=1/ρS حيث l طول السلك بالمتر، وS مبتره المنتظم بالمتر المربع والرمز ρ ناقليته (موصليته) النوعية في المنظومة العالمية. وبكون السلك عادة إما من المنگنين Manganine (خليطة من النحاس 84 % والمنغنيز 12 % والنيكل 4 %) أومن constatan الكونستانتان (55 % نحاس 45 % نيكل). وتعالج هذه الأسلاك حرارياً قبل لفها حتى يصبح معاملها الحراري ضئيلاً جداً، وحتى يضعف الأثر الكهربائي الحراريelectric thermo بينهما وبين أسلاك التوصيل النحاسية. ويُلف سلك المقاومة المعيارية لفاً مزدوجاً للتخلص من أثر التحريض الذاتي ويوضع في علبة فيها زيت واق يحفظه، وينفذ من العلبة طرفا السلك المتصلان بمربطي العلبة.
إن للأوم العياري أهميته العالية إذ يمكن المحافظة على قيمته لبضع سنوات، وفي جميع ثلاث سنوات، تُرسِل مختبراتُ القياسات العيارية الكبرى إلى المخط الدولي للموازين والمقاييس في باريس عدة نسخ للأوم العياري تُختار من بين أفضلها لديها لمقارنتها بالمعايير المحفوظة في المخط. وقد تبين أنه منذ العام 1968 كانت هذه المعايير متفقة فيما بينها بارتياب نسبي يقل عن 10-6، وهوارتياب يتفق مع الارتياب المقدَّر لتعريف الأوم العياري نظرياً.
القدرة كدالة في المقاومة
القدرة المبذولة في مقاوم خطي يمكن حسابها من مقاومتها، وفرق الجهد أوشدة التيار. الصيغة هي هجريب قانون اوم وقانون جول:
حيث P هي القدرة بالوات, R the resistance in ohms, V the voltage across the resistor, and I the current through it.
This formula is applicable to devices whose resistance varies with current.
المصادر والهامش
- ^ جان رومانوس. "الأوم". الموسوعة العربية.
طالع أيضاً
- قانون اوم
- Resistor
- Resistivity
- abohm
- سيمنز (وحدة)
وصلات خارجية
- Scanned books of Georg Simon Ohm at the library of the University of Applied Sciences Nuernberg
- Official SI brochure
- NIST Special Publication 811
- History of the ohm at sizes.com
