El ohmio (símbolo: Ω , letra griega mayúscula omega ) es la unidad de resistencia eléctrica en el Sistema Internacional de Unidades (SI) . Lleva el nombre del físico alemán Georg Ohm . Se desarrollaron varias unidades estándar derivadas empíricamente para la resistencia eléctrica en relación con la práctica temprana de la telegrafía , y la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia propuso una unidad derivada de las unidades existentes de masa, longitud y tiempo, y de una escala conveniente para el trabajo práctico ya en los primeros tiempos. como 1861. [1]
Tras la redefinición de las unidades básicas del SI en 2019 , en la que el amperio y el kilogramo se redefinieron en términos de constantes fundamentales, el ohmio ahora también se define como un valor exacto en términos de estas constantes.
El ohmio se define como una resistencia eléctrica entre dos puntos de un conductor cuando una diferencia de potencial constante de un voltio (V), aplicada a estos puntos, produce en el conductor una corriente de un amperio (A), no siendo el conductor el asiento. de cualquier fuerza electromotriz . [2]
en el que aparecen las siguientes unidades adicionales: siemens (S), vatio (W), segundo (s), faradio (F), henry (H), weber (Wb), julio (J), culombio (C), kilogramo ( kg) y metros (m).
En muchos casos, la resistencia de un conductor es aproximadamente constante dentro de un cierto rango de voltajes, temperaturas y otros parámetros. Estos se llaman resistencias lineales . En otros casos la resistencia varía, como en el caso del termistor , que presenta una fuerte dependencia de su resistencia con la temperatura.
En los EE. UU., una vocal doble en las unidades con prefijo "kiloohm" y "megaohm" se simplifica comúnmente, produciendo "kilohm" y "megohm". [3] [4] [5] [6]
En los circuitos de corriente alterna, la impedancia eléctrica también se mide en ohmios.
El siemens (S) es la unidad derivada del SI de conductancia y admitancia eléctrica , históricamente conocida como "mho" ( ohmio escrito al revés, el símbolo es ℧); es el recíproco del ohmio: 1 S = 1 Ω −1 .
La potencia disipada por una resistencia se puede calcular a partir de su resistencia y del voltaje o corriente involucrada. La fórmula es una combinación de la ley de Ohm y la ley de Joule :
donde P es la potencia, R es la resistencia, V es el voltaje a través de la resistencia e I es la corriente a través de la resistencia.
Una resistencia lineal tiene un valor de resistencia constante sobre todos los voltajes o corrientes aplicados; Muchas resistencias prácticas son lineales en un rango útil de corrientes. Las resistencias no lineales tienen un valor que puede variar dependiendo del voltaje (o corriente) aplicado. Cuando se aplica corriente alterna al circuito (o donde el valor de la resistencia es función del tiempo), la relación anterior es cierta en cualquier instante, pero el cálculo de la potencia promedio durante un intervalo de tiempo requiere la integración de la potencia "instantánea" durante ese intervalo. .
Dado que el ohmio pertenece a un sistema coherente de unidades , cuando cada una de estas cantidades tiene su correspondiente unidad SI ( vatio para P , ohmio para R , voltio para V y amperio para I , que están relacionados como en el § Definición) esta fórmula sigue siendo válida numéricamente cuando se utilizan estas unidades (y se consideran canceladas u omitidas).
El rápido ascenso de la electrotecnología en la segunda mitad del siglo XIX creó la demanda de un sistema de unidades de cantidades eléctricas racional, coherente e internacional. Los telégrafos y otros primeros usuarios de la electricidad en el siglo XIX necesitaban una unidad de medida estándar práctica para la resistencia. La resistencia se expresaba a menudo como un múltiplo de la resistencia de una longitud estándar de cables telegráficos; diferentes agencias usaban bases diferentes para un estándar, por lo que las unidades no eran fácilmente intercambiables. Las unidades eléctricas así definidas no eran un sistema coherente con las unidades de energía, masa, longitud y tiempo, lo que requería el uso de factores de conversión en los cálculos que relacionaban la energía o la potencia con la resistencia. [7]
Se pueden elegir dos métodos diferentes para establecer un sistema de unidades eléctricas. Se podrían especificar varios artefactos, como un trozo de cable o una celda electroquímica estándar , para que produzcan cantidades definidas de resistencia, voltaje, etc. Alternativamente, las unidades eléctricas pueden relacionarse con las unidades mecánicas definiendo, por ejemplo, una unidad de corriente que proporciona una fuerza específica entre dos cables, o una unidad de carga que proporciona una unidad de fuerza entre dos cargas unitarias. Este último método asegura la coherencia con las unidades de energía. Definir una unidad de resistencia que sea coherente con las unidades de energía y tiempo vigentes también requiere definir unidades de potencial y corriente. Es deseable que una unidad de potencial eléctrico fuerce una unidad de corriente eléctrica a través de una unidad de resistencia eléctrica, realizando una unidad de trabajo en una unidad de tiempo; de lo contrario, todos los cálculos eléctricos requerirán factores de conversión.
Dado que las llamadas unidades "absolutas" de carga y corriente se expresan como combinaciones de unidades de masa, longitud y tiempo, el análisis dimensional de las relaciones entre potencial, corriente y resistencia muestra que la resistencia se expresa en unidades de longitud por tiempo. una velocidad. Algunas definiciones tempranas de una unidad de resistencia, por ejemplo, definían una unidad de resistencia como un cuadrante de la Tierra por segundo.
El sistema de unidades absolutas relacionaba cantidades magnéticas y electrostáticas con unidades básicas métricas de masa, tiempo y longitud. Estas unidades tenían la gran ventaja de simplificar las ecuaciones utilizadas en la solución de problemas electromagnéticos y eliminaban los factores de conversión en los cálculos sobre cantidades eléctricas. Sin embargo, las unidades centímetro-gramo-segundo, CGS, resultaron tener tamaños poco prácticos para mediciones prácticas.
Se propusieron varios estándares de artefactos como definición de unidad de resistencia. En 1860, Werner Siemens (1816-1892) publicó una sugerencia para un estándar de resistencia reproducible en Annalen der Physik und Chemie de Poggendorff . [8] Propuso una columna de mercurio puro, de un milímetro cuadrado de sección y un metro de largo: unidad de mercurio Siemens . Sin embargo, esta unidad no era coherente con otras unidades. Una propuesta fue idear una unidad basada en una columna de mercurio que fuera coherente; de hecho, ajustaría la longitud para que la resistencia fuera de un ohmio. No todos los usuarios de las unidades tenían los recursos para llevar a cabo experimentos metrológicos con la precisión requerida, por lo que se requerían estándares de trabajo basados teóricamente en la definición física.
En 1861, Latimer Clark (1822–1898) y Sir Charles Bright (1832–1888) presentaron un artículo en la reunión de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia [9] sugiriendo que se establecieran estándares para las unidades eléctricas y sugiriendo nombres para estas unidades derivadas. de eminentes filósofos, 'Ohma', 'Farad' y 'Volt'. En 1861, la BAAS nombró un comité que incluía a Maxwell y Thomson para informar sobre los estándares de resistencia eléctrica. [10] Sus objetivos eran idear una unidad de tamaño conveniente, parte de un sistema completo de medidas eléctricas, coherente con las unidades de energía, estable, reproducible y basado en el sistema métrico francés. [11] En el tercer informe del comité, 1864, la unidad de resistencia se denomina "unidad BA u Ohmad". [12] En 1867, la unidad se conoce simplemente como ohmio . [13]
Se pretendía que el BA ohm fuera 10 9 unidades CGS, pero debido a un error en los cálculos la definición era un 1,3% demasiado pequeña. El error fue significativo para la preparación de las normas de trabajo.
El 21 de septiembre de 1881, el Congreso Eléctrico Internacional definió una unidad práctica de ohmio para la resistencia, basada en unidades CGS , utilizando una columna de mercurio de 1 mm 2 de sección transversal y aproximadamente 104,9 cm de longitud a 0 °C, similar al aparato sugerido. por Siemens.
Un ohmio legal , un estándar reproducible, fue definido por la conferencia internacional de electricistas celebrada en París en 1884 como la resistencia de una columna de mercurio de un peso específico y 106 cm de largo; este era un valor de compromiso entre la unidad BA (equivalente a 104,7 cm), la unidad Siemens (100 cm por definición) y la unidad CGS. [14] Aunque denominada "legal", esta norma no fue adoptada por ninguna legislación nacional. El ohmio "internacional" fue recomendado por resolución unánime en el Congreso Eléctrico Internacional de 1893 en Chicago. [15] La unidad se basó en el ohmio igual a 10 9 unidades de resistencia del sistema CGS de unidades electromagnéticas. El ohmio internacional está representado por la resistencia ofrecida a una corriente eléctrica invariable en una columna de mercurio de sección transversal constante de 106,3 cm de largo, masa 14,4521 gramos y 0 °C. Esta definición se convirtió en la base de la definición legal de ohmio en varios países. En 1908, esta definición fue adoptada por representantes científicos de varios países en la Conferencia Internacional sobre Unidades y Estándares Eléctricos en Londres. [15] El estándar de la columna de mercurio se mantuvo hasta la Conferencia General de Pesos y Medidas de 1948 , en la que el ohmio se redefinió en términos absolutos en lugar de como un estándar de artefacto.
A finales del siglo XIX, las unidades eran bien comprendidas y consistentes. Las definiciones cambiarían con poco efecto en los usos comerciales de las unidades. Los avances en metrología permitieron formular definiciones con un alto grado de precisión y repetibilidad.
El método de la columna de mercurio para obtener un ohmio estándar físico resultó ser difícil de reproducir debido a los efectos de la sección transversal no constante del tubo de vidrio. La Asociación Británica y otros construyeron varias bobinas de resistencia para que sirvieran como estándares de artefactos físicos para la unidad de resistencia. La estabilidad y reproducibilidad a largo plazo de estos artefactos fue un campo de investigación en curso, ya que se detectaron y analizaron los efectos de la temperatura, la presión del aire, la humedad y el tiempo en los estándares.
Todavía se utilizan estándares de artefactos, pero los experimentos de metrología que relacionan inductores y condensadores dimensionados con precisión proporcionaron una base más fundamental para la definición del ohmio. Desde 1990 se utiliza el efecto Hall cuántico para definir el ohmio con alta precisión y repetibilidad. Los experimentos cuánticos de Hall se utilizan para comprobar la estabilidad de patrones de trabajo que tienen valores convenientes para comparar. [18]
Tras la redefinición de las unidades básicas del SI en 2019 , en la que el amperio y el kilogramo se redefinieron en términos de constantes fundamentales , el ohmio ahora también se define en términos de estas constantes.
El símbolo Ω fue sugerido, debido al sonido similar de ohm y omega, por William Henry Preece en 1867. [19] En documentos impresos antes de la Segunda Guerra Mundial, el símbolo de la unidad a menudo consistía en la omega minúscula elevada (ω), de modo que 56 Ω se escribió como 56 ω .
Históricamente, algunas aplicaciones de software de edición de documentos han utilizado el tipo de letra Símbolo para representar el carácter Ω. [20] Cuando la fuente no sea compatible, el mismo documento puede mostrarse con una "W" ("10 W" en lugar de "10 Ω", por ejemplo). Como W representa el vatio , la unidad SI de potencia , esto puede generar confusión, por lo que es preferible el uso del punto de código Unicode correcto.
Cuando el juego de caracteres está limitado a ASCII , el estándar IEEE 260.1 recomienda utilizar el nombre de unidad "ohm" como símbolo en lugar de Ω.
En la industria electrónica es común utilizar el carácter R en lugar del símbolo Ω, por lo que una resistencia de 10 Ω puede representarse como 10R. Esto es parte del código RKM . Se utiliza en muchos casos donde el valor tiene un decimal. Por ejemplo, 5,6 Ω figura como 5R6, o 2200 Ω aparece como 2K2. Este método evita pasar por alto el punto decimal, que puede no representarse de manera confiable en componentes o al duplicar documentos.
Unicode codifica el símbolo como U+2126 Ω OHM SIGN , distinto del omega griego entre los símbolos tipo letra , pero solo se incluye por compatibilidad con versiones anteriores y el carácter omega griego mayúscula U+03A9 Ω LETRA MAYÚSCULA GRIEGA OMEGA ( Ω, Ω ) es privilegiado. [21] En MS-DOS y Microsoft Windows, el código alternativo ALT 234 puede producir el símbolo Ω. En Mac OS, + hace lo mismo. ⌥ OptZ
{{cite book}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace ) Mantenimiento CS1: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )La referencia [6] señala que hay tres casos en los que la vocal final de un prefijo SI comúnmente se omite: megohm (no megaohm), kilohm (no kiloohm) y hectárea (no hectoarea).
En todos los demás casos en los que el nombre de la unidad comienza con una vocal, se conservan tanto la vocal final del prefijo como la vocal del nombre de la unidad y ambas se pronuncian.(85 páginas)
Se celebró un Congreso Eléctrico en Chicago, EE. UU., en agosto de 1893, para considerar... y en el último celebrado en Londres en octubre de 1908, finalmente se adoptaron