オーム
テンプレート:出典の明記 テンプレート:Infobox オーム(テンプレート:Lang-en-short)は、国際単位系 (SI) の単位のひとつであり、インピーダンスや電気抵抗(resistance)、リアクタンスの単位である。
名称は、電気抵抗に関するオームの法則を発見したドイツの物理学者、ゲオルク・ジーモン・オームにちなむ。記号はギリシャ文字のオメガ (Ω) を用いる。これは、オームの頭文字であるアルファベットのO(オー)では、数字の0(ゼロ)と混同されやすいからである。
概要
オームは、アンペアとボルトから導出されるSI組立単位である。オームの法則より、ある装置に印加する電圧Vと、その装置に流れる電流Iは、多くの場合、比例する(V = R ・ I)。その比例係数Rを電気抵抗という。つまり、R = V ・ I -1である。このRのSI単位がオームΩである。VのSI単位がボルトV, IのSI単位がアンペアAなので, Ω=V・A-1である。
1ボルトの電圧を印加したときに1アンペアの電流が流れた場合、その装置は「1オームの電気抵抗を有している 」 という。電力Pは、P=V・Iと表せるので、P=R・I2となる。従って、R = P ・ I -2となる。このことから、ある装置に1アンペアの電流を流したとき、1ワットの電力を消費した場合、その装置もまた1オームの電気抵抗を有している、ということができる。
SI基本単位では、ボルトVがm2・kg・s-3・A-1となるので、Ω=V・A-1より、オームΩはm2・kg・s-3・A-2となる。
複素数で表されるインピーダンスは電気抵抗を一般化したものである。その実数部は電気抵抗であり、虚数部はリアクタンスである。一貫性のために、インピーダンス、リアクタンスは電気抵抗と同じオームの単位を用いる。
1988年の国際度量衡委員会の勧告により、1990年よりオームの値は量子ホール効果に基づき、フォン・クリッツィング定数の協定値(R{K-90} = 25812.807 Ω)を用いて決定されている。
歴史
現在のオームにほぼ等しい単位は、1860年、ドイツのヴェルナー・フォン・ジーメンスが導入した。ジーメンスは、断面積1mm2、長さ1m、温度0℃の水銀柱の電気抵抗を1とした。現在のオームで正確に表せば、0.9534Ωとなる。定義に水銀が使われるのは、常温で液体の水銀は断面積の調整が容易なためである。この定義により、水銀の電気抵抗率は約1µΩmとなっている。なおジーメンスの名は、電気伝導度(電気抵抗の逆数)の単位ジーメンスに残っている。
当初はこの単位は、オーム、オーマ (ohma)、オーマド (ohmad) など様々に呼ばれた。
1874年、英国科学振興協会 (BAAS) は、電圧の単位ボルトと共に、新しく定義したオームを採用した。これにより、オームの大きさは現在と同じになった。ただし、定義の仕方は異なる。
当時の単位系の標準はcgs-emu単位系で、cgs-emuの電気抵抗の単位(cgs-emuは3元系なので本来は単位名称を使わないが、便宜上アブオーム (テンプレート:En) と呼ばれる)はテンプレート:1e-オームに等しい。オームは「cgs-emu単位のテンプレート:1e倍」言い換えれば「テンプレート:1eアブオーム」として定義された。この係数テンプレート:1eは、従来のオームとほぼ同じ量になるように選ばれた。つまり当時のオームは、現在のオームのように基本単位から組み立てられた単位ではなく、実験室で再現可能な量を単位接頭辞なしで表すための、倍量単位の便利な別名であり、実用単位 (テンプレート:En) と呼ばれた。にもかかわらず現在、オームが基本単位アンペアから導出できるのは、アンペアもかつては実用単位で、恣意的に選ばれた係数を含むからである。
オームは1881年には国際電気会議(現在の国際電気標準会議(IEC))により承認された。ただしこのときの定義は、大きさは実用上変わらないが、断面積1mm2・長さ1.063m・温度0℃の水銀の電気抵抗とされていた。
メグオーム
日本にはテンプレート:要出典範囲から106 オームのことを 1 メグオーム (MΩ、megohm) と呼ぶ慣習がある。一般に106を示す接頭辞 M (Mega)がメガと読まれることからすれば特異であるともいえる。テンプレート:要出典範囲、これに関係があると思われる。最近は若年の技術者を中心にメガオームという読みが広まっていて、年配の技術者がこれを誤りと指摘する場面がしばしば見られる。
ただし、「メガオーム」という正式な表記が、電気通信事業法などにある[1][2]。 テンプレート:節stub
組立単位
ジーメンス、モー
テンプレート:Main オームの測定値の逆数は、コンダクタンスの単位であるジーメンスの測定値となる。コンダクタンスの単位は、かつては ohm を逆につづった mho(モー、℧)が用いられていた。
オーム・メートル
電気抵抗<math>R</math>(Ω)は<math>R = \rho \frac{L}{A}</math>と表される(<math>L</math>: 導体長(m)、<math>A</math>: 導体断面積(m2))。比例係数<math>\rho</math>を電気抵抗率といい、その単位はΩ·m2/m = Ω·m(オーム・メートル)となる。1オームメートルは、「長さ1メートル、断面積1平方メートルの導体の電気抵抗が1オームであるときの導体の電気抵抗率」と定義できる。
脚注
関連項目
名称 | 記号 | 次元 | 組立 | 物理量 |
---|---|---|---|---|
アンペア(SI基本単位) | A | I | A | 電流 |
クーロン | C | TI | A·s | 電荷・電気量 |
ボルト | V | L2T−3MI−1 | J/C = kg·m2·s−3·A−1 | 電圧・電位 |
オーム | Ω | L2T−3MI−2 | V/A = kg·m2·s−3·A−2 | 電気抵抗・インピーダンス・リアクタンス |
オーム・メートル | Ω·m | L3T−3MI−2 | kg·m3·s−3·A−2 | 電気抵抗率 |
ワット | W | L2T−3M | V·A = kg·m2·s−3 | 電力・放射束 |
ファラド | F | L−2T4M−1I2 | C/V = kg−1·m−2·A2·s4 | 静電容量 |
ファラド毎メートル | F/m | L−3T4I2M−1 | kg−1·m−3·A2·s4 | 誘電率 |
逆ファラド(ダラフ) | F−1 | L2T−4MI−2 | kg1·m2·A−2·s−4 | エラスタンス |
ボルト毎メートル | V/m | LT−3MI−1 | kg·m·s−3·A−1 | 電場(電界)の強さ |
クーロン毎平方メートル | C/m2 | L−2TI | C/m2= m−2·A·s | 電束密度 |
ジーメンス | S | L−2T3M−1I2 | Ω−1 = kg−1·m−2·s3·A2 | コンダクタンス・アドミタンス・サセプタンス |
ジーメンス毎メートル | S/m | L−3T3M−1I2 | kg−1·m−3·s3·A2 | 電気伝導率(電気伝導度・導電率) |
ウェーバ | Wb | L2T−2MI−1 | V·s = kg·m2·s−2·A−1 | 磁束 |
テスラ | T | T−2MI−1 | Wb/m2 = kg·s−2·A−1 | 磁束密度 |
アンペア回数 | A | I | A | 起磁力 |
アンペア毎メートル | A/m | L−1I | m−1·A | 磁場(磁界)の強さ |
アンペア毎ウェーバ | A/Wb | L−2T2M−1I2 | kg−1·m−2·s2·A2 | 磁気抵抗(リラクタンス) |
ヘンリー | H | L2T−2MI−2 | Wb/A = V·s/A = kg·m2·s−2·A−2 | インダクタンス・テンプレート:仮リンク |
ヘンリー毎メートル | H/m | LT−2MI−2 | kg·m·s−2·A−2 | 透磁率 |