オーム

オーム
実験室の 1 オーム標準抵抗器、 1917年頃
一般情報
単位系	SI
単位	電気抵抗
シンボル	Ω
名前の由来	ゲオルグ・オーム
コンバージョン
...で1Ω	...は...に等しい
SI基本単位	kg・m2・s −3・A − 2

オーム（記号：Ω、ギリシャ文字の大文字オメガ）は、国際単位系（SI）における電気抵抗の単位です。ドイツの物理学者ゲオルク・オームにちなんで名付けられました。初期の電信の実践に関連して、経験的に導き出された電気抵抗のさまざまな標準単位が開発され、英国科学振興協会は、質量、長さ、時間の既存の単位から導き出された、実用的な作業に便利な尺度の単位を、1861年に早くも提案しました。

2019 年の SI 改訂では、アンペアとキログラムが基本定数に基づいて再定義され、オームもこれらの定数に基づく正確な値として定義されるようになりました。

オームは、導体の2点間に1ボルト(V)の一定の電位差を印加すると導体に1アンペア(A)の電流が発生するときの、導体の2点間の電気抵抗として定義されます。導体には起電力は発生しません。^[1]

${\displaystyle \Omega ={\dfrac {\text{V}}{\text{A}}}={\dfrac {1}{\text{S}}}={\dfrac {\text{W}}{{\text{A}}^{2}}}={\dfrac {{\text{V}}^{2}}{\text{W}}}={\dfrac {\text{s}}{\text{F}}}={\dfrac {\text{H}}{\text{s}}}={\dfrac {\text{Wb}}{\text{C}}}={\dfrac {{\text{J}}{\cdot }{\text{s}}}{{\text{C}}^{2}}}={\dfrac {{\text{kg}}{\cdot }{\text{m}}^{2}}{{\text{s}}{\cdot }{\text{C}}^{2}}}={\dfrac {\text{J}}{{\text{s}}{\cdot }{\text{A}}^{2}}}={\dfrac {{\text{kg}}{\cdot }{\text{m}}^{2}}{{\text{s}}^{3}{\cdot }{\text{A}}^{2}}}}$

追加の単位として、ジーメンス(S)、ワット(W)、秒(s)、ファラッド(F)、ヘンリー(H)、ウェーバー(Wb)、ジュール(J)、クーロン(C)、キログラム(kg)、メートル(m) が使用されています。

多くの場合、導体の抵抗は、電圧、温度、その他のパラメータの特定の範囲内でほぼ一定です。これらは線形 抵抗器と呼ばれます。他の場合には、抵抗は変化します。たとえば、サーミスタの場合、抵抗は温度に強く依存します。

米国では、接頭辞付き単位「キロオーム」と「メガオーム」の二重母音は一般的に簡略化され、「キロオーム」と「メガオーム」となる。^{[2] [3] [4] [5]}

交流回路では、電気インピーダンスもオームで測定されます。

ジーメンス(S) は、電気伝導度とアドミタンスの SI 派生単位で、歴史的には「モー」(オームを逆に綴ったもの、記号は ℧) として知られており、オームの逆数です: 1 S = 1 Ω ⁻¹。

抵抗器によって消費される電力は、その抵抗値と、関係する電圧または電流から計算できます。式はオームの法則とジュールの法則を組み合わせたものです。 $${\displaystyle P=VI={\frac {V^{2}}{R}}=I^{2}R,}$$

ここで、Pは電力、Rは抵抗、Vは抵抗器の両端の電圧、I は抵抗器を流れる電流です。

線形抵抗器は、適用されるすべての電圧または電流にわたって一定の抵抗値を持ちます。多くの実用的な抵抗器は、有効な電流範囲にわたって線形です。非線形抵抗器の値は、適用される電圧 (または電流) に応じて変化する場合があります。回路に交流電流が適用される場合 (または抵抗値が時間の関数である場合)、上記の関係はどの瞬間にも当てはまりますが、時間間隔での平均電力を計算するには、その間隔での「瞬間」電力を積分する必要があります。

オームは一貫した単位系に属しているため、これらの各量にそれぞれ対応する SI 単位 ( Pの場合はワット、Rの場合はオーム、Vの場合はボルト、Iの場合はアンペア。これらは § 定義のように関連しています) がある場合、これらの単位が使用される (および取り消されるか省略されると考えられる) 場合でも、この式は数値的に有効です。

19 世紀後半の電気技術の急速な発展により、電気量の合理的で一貫性のある、一貫した国際的な単位系が求められました。19 世紀の電信技師やその他の初期の電気使用者は、抵抗の測定に実用的な標準単位を必要としていました。抵抗は、標準長の電信線の抵抗の倍数として表現されることが多く、機関によって標準の基準が異なっていたため、単位は簡単には互換性がありませんでした。このように定義された電気単位は、エネルギー、質量、長さ、時間の単位と一貫性のあるシステムではなく、エネルギーや電力と抵抗を関連付ける計算には変換係数を使用する必要がありました。^[6]

電気単位のシステムを確立するには、2 つの異なる方法を選択できます。長さの電線や標準的な電気化学セルなどのさまざまな成果物を、抵抗、電圧などの定義済み量を生成するものとして指定できます。あるいは、たとえば、2 本の電線間に指定された力を与える電流の単位、または 2 つの単位電荷間に力の単位を与える電荷の単位を定義することによって、電気単位を機械単位に関連付けることができます。この後者の方法により、エネルギーの単位との一貫性が確保されます。エネルギーと時間の単位と一貫性のある抵抗の単位を定義するには、電位と電流の単位も定義する必要があります。1 単位の電位が 1 単位の電流を 1 単位の電気抵抗に流し、1 単位の時間に 1 単位の作業を行うことが望ましいです。そうでない場合、すべての電気計算で変換係数が必要になります。

電荷と電流のいわゆる「絶対」単位は、質量、長さ、時間の単位の組み合わせとして表現されるため、電位、電流、抵抗の関係を次元的に分析すると、抵抗は時間あたりの長さの単位、つまり速度で表現されることがわかります。たとえば、抵抗の単位の初期の定義では、単位抵抗は 1 秒あたり地球の 1 象限と定義されていました。

絶対単位系は、磁気および静電量を、質量、時間、長さのメートル法の基本単位に関連付けました。これらの単位には、電磁気の問題の解決に使用する方程式を簡素化し、電気量の計算における変換係数を排除するという大きな利点がありました。しかし、センチメートル・グラム・秒 (CGS) 単位は、実際の測定には非現実的なサイズであることが判明しました。

抵抗の単位の定義として、様々な人工標準が提案された。1860年にヴェルナー・シーメンス（1816–1892）は、ポッゲンドルフの 物理学と化学の年報で再現可能な抵抗標準の提案を発表した。^[7]彼は、断面積1平方ミリメートル、長さ1メートルの純粋な水銀柱を提案した。これがシーメンス水銀単位である。しかし、この単位は他の単位と一貫性がなかった。1つの提案は、一貫性のある水銀柱に基づいた単位を考案することだった。つまり、抵抗が1オームになるように長さを調整するということである。単位のすべてのユーザーが、必要な精度で計測実験を実行するリソースを持っているわけではないので、物理的定義に基づいた実用的な標準が必要であった。

1861年、ラティマー・クラーク（1822-1898）とチャールズ・ブライト卿（1832-1888）は、英国科学振興協会の会議で論文を発表した^[8]。その中で、電気単位の標準を確立し、これらの単位に「オーマ」、「ファラッド」、「ボルト」という著名な哲学者にちなんで名付けることを提案した。 1861年、 BAASはマクスウェルとトムソンを含む委員会を任命し、電気抵抗の標準について報告させた。^[9]彼らの目的は、便利な大きさで、電気測定の完全なシステムの一部であり、エネルギーの単位と一貫性があり、安定していて、再現性があり、フランスのメートル法に基づいた単位を考案することだった。 ^[10] 1864年の委員会の第3回報告書では、抵抗の単位は「BA単位、またはオーマド」と呼ばれている。^{[11] 1867年までに、この単位は単に}オームと呼ばれるようになった。^[12]

BA オームは 10 ⁹ CGS 単位となる予定でしたが、計算の誤りにより定義が 1.3% 小さすぎました。この誤差は作業標準の準備にとって重大なものでした。

1881 年 9 月 21 日、国際電気会議は、シーメンスが提案した装置に類似した、断面積 1 mm ^2、0 °C で長さ約 104.9 cm の水銀柱を使用して、 CGS単位に基づいて抵抗の実用単位であるオームを定義しました。

法定オームは再現性のある標準で、1884 年にパリで開催された国際電気技術者会議で、特定の重量で長さ 106 cm の水銀柱の抵抗として定義されました。これは、BA 単位 (104.7 cm に相当)、シーメンス単位 (定義上 100 cm)、および CGS 単位の間の妥協値でした。^[13]この標準は「法定」と呼ばれていますが、どの国の法律にも採用されていません。「国際」オームは、シカゴで開催された 1893 年の国際電気会議で満場一致の決議により推奨されました。^[14]この単位は、CGS 電磁気単位系の抵抗 10 ⁹単位に等しいオームに基づいています。国際オームは、長さ 106.3 cm、質量 14.4521 グラム、温度 0 °C の一定断面積の水銀柱に流れる一定電流に対する抵抗で表されます。この定義は、いくつかの国でオームの法的定義の基礎となりました。1908年、この定義はロンドンで開催された国際電気単位標準会議で、いくつかの国の科学者代表によって採用されました。^[14]水銀柱標準は、1948年の国際度量衡総会でオームが人為的標準ではなく絶対値として再定義されるまで維持されました。

19 世紀末までに、単位は十分に理解され、一貫性が保たれました。単位の定義が変更されても、商業的な使用にはほとんど影響がありませんでした。計測技術の進歩により、高い精度と再現性で定義を策定できるようになりました。

物理的な標準オームを実現する水銀柱法は、ガラス管の断面積が一定でないことの影響で再現が困難であることが判明しました。英国協会などによって、抵抗単位の物理的人工標準として役立つさまざまな抵抗コイルが作られました。これらの人工物の長期安定性と再現性は、温度、気圧、湿度、および時間が標準に及ぼす影響を検出して分析するなど、継続的な研究分野でした。

人工標準は現在でも使用されているが、正確に寸法を測られたインダクタとコンデンサに関する計測実験は、オームの定義のためのより基本的な基礎を提供した。1990年以来、量子ホール効果は、高精度かつ再現性の高いオームの定義に使用されている。量子ホール実験は、比較に便利な値を持つ作業標準の安定性を確認するために使用されている。^[17]

2019 年の SI 改訂では、アンペアとキログラムが基本定数に基づいて再定義され、オームもこれらの定数に基づいて定義されるようになりました。

Ωという記号は、オームとオメガの発音が似ていることから、1867年にウィリアム・ヘンリー・プリースによって提案されました。 ^{[18]第二次世界大戦前に印刷された文書では、単位記号は小文字のオメガ（ω）で構成されることが多く、56 Ωは56 ω}と書かれました。

歴史的に、文書編集ソフトウェアアプリケーションの中には、Ωという文字を表現するためにSymbol書体を使用しているものがありました。 ^[19]このフォントがサポートされていない場合、同じ文書が「W」で表示されることがあります（たとえば、「10 Ω」ではなく「10 W」）。WはSI単位の電力であるワットを表すため、混乱を招く可能性があるため、正しいUnicodeコードポイントを使用することをお勧めします。

文字セットがASCIIに制限されている場合、IEEE 260.1標準では、Ω の代わりに単位名「オーム」を記号として使用することを推奨しています。

エレクトロニクス業界では、Ω 記号の代わりに文字R を使用するのが一般的です。したがって、10 Ω の抵抗器は 10R と表されることがあります。これはRKM コードの一部です。値に小数点が含まれる多くの例で使用されます。たとえば、5.6 Ω は 5R6 と記載され、2200 Ω は 2K2 と記載されます。この方法により、コンポーネント上またはドキュメントの複製時に確実にレンダリングされない可能性がある小数点を見落とすことがなくなります。

Unicodeではこの記号はU+2126 Ω OHM SIGNとしてエンコードされており、文字のような記号の中ではギリシャ語のオメガとは区別されているが、これは下位互換性のためだけに含まれており、ギリシャ語の大文字オメガ文字U+03A9 Ω GREEK CAPITAL LETTER OMEGA ( Ω, Ω )が推奨されている。^[20] MS-DOSとMicrosoft Windowsでは、altコードALT 234でΩ記号が生成される場合がある。Mac OSでは、+で同じことができる。 ⌥ OptZ

• 抵抗器の値を示すために使用される電子カラーコード
• 測定の歴史
• 国際度量衡委員会
• 桁数（抵抗）
• 抵抗率

• ニュルンベルク専門大学図書館にあるゲオルク・シモン・オームのスキャンされた本
• SI公式パンフレット
• NIST 特別出版物 811
• sizes.com のオームの歴史
• 電気ユニットの歴史。