Ohm (Español)

El rápido auge de la electrotecnia en la última mitad del siglo XIX creó una demanda de un sistema racional, coherente, consistente e internacional de unidades para las magnitudes eléctricas. Los telegrafistas y otros usuarios de la electricidad en el siglo XIX necesitaban una unidad de medida práctica para la resistencia. La resistencia se expresaba a menudo como un múltiplo de la resistencia de una longitud estándar de los cables de telégrafo; diferentes agencias utilizaban diferentes bases para un estándar, por lo que las unidades no eran fácilmente intercambiables. Las unidades eléctricas así definidas no constituían un sistema coherente con las unidades de energía, masa, longitud y tiempo, lo que obligaba a utilizar factores de conversión en los cálculos que relacionaban la energía o la potencia con la resistencia.

Se pueden elegir dos métodos diferentes para establecer un sistema de unidades eléctricas. Varios artefactos, como una longitud de cable o una célula electroquímica estándar, podrían especificarse como productores de cantidades definidas para la resistencia, el voltaje, etc. Alternativamente, las unidades eléctricas pueden relacionarse con las unidades mecánicas definiendo, por ejemplo, una unidad de corriente que dé una fuerza determinada entre dos cables, o una unidad de carga que dé una unidad de fuerza entre dos cargas unitarias. Este último método garantiza la coherencia con las unidades de energía. La definición de una unidad de resistencia que sea coherente con las unidades de energía y de tiempo requiere también la definición de unidades de potencial y de 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 el potencial, la corriente y la resistencia muestran que la resistencia se expresa en unidades de longitud por tiempo – una velocidad. Algunas de las primeras definiciones 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 las magnitudes magnéticas y electrostáticas con unidades de base métrica 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 las magnitudes eléctricas. Sin embargo, las unidades centímetro-gramo-segundo, CGS, resultaron tener tamaños poco prácticos para las mediciones prácticas.

Se propusieron varios estándares de artefactos como definición de la unidad de resistencia. En 1860, Werner Siemens (1816-1892) publicó una sugerencia para un estándar de resistencia reproducible en Poggendorffs Annalen der Physik und Chemie. Propuso una columna de mercurio puro, de un milímetro cuadrado de sección transversal y un metro de longitud: Unidad de mercurio Siemens. Sin embargo, esta unidad no era coherente con otras unidades. Una de las propuestas fue idear una unidad basada en una columna de mercurio que fuera coherente, en efecto, ajustando la longitud para que la resistencia fuera de un ohmio. No todos los usuarios de unidades disponían de los recursos necesarios para llevar a cabo experimentos de metrología con la precisión requerida, por lo que se necesitaban patrones de trabajo basados teóricamente en la definición física.

En 1861, Latimer Clark (1822-1898) y Sir Charles Bright (1832-1888) presentaron un documento en la reunión de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia en el que sugerían que se establecieran patrones para las unidades eléctricas y proponían nombres para estas unidades derivados de eminentes filósofos, ‘Ohma’, ‘Farad’ y ‘Volt’. En 1861, la BAAS nombró un comité que incluía a Maxwell y Thomson para que informara sobre los estándares de resistencia eléctrica. Sus objetivos eran idear una unidad de tamaño adecuado, que formara parte de un sistema completo de medidas eléctricas, coherente con las unidades de energía, estable, reproducible y basada en el sistema métrico francés. En el tercer informe del comité, de 1864, la unidad de resistencia se denomina «unidad B.A. u Ohmad». En 1867 la unidad se denomina simplemente ohm.

El ohmio B.A. debía ser de 109 unidades CGS, pero debido a un error de cálculo la definición era un 1,3% demasiado pequeña. El error era importante para la preparación de los estándares de trabajo.

El 21 de septiembre de 1881 el Congrès internationale des électriciens (conferencia internacional de electricistas) definió una unidad práctica de ohm para la resistencia, basada en las unidades CGS, utilizando una columna de mercurio de 1 mm. cuadrado de sección, de 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 en París en 1884 como la resistencia de una columna de mercurio de peso especificado y 106 cm de longitud; este era un valor de compromiso entre la unidad B. A. (equivalente a 104,7 cm), la unidad Siemens (100 cm por definición), y la unidad CGS. Aunque se denominó «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. La unidad se basó en el ohmio igual a 109 unidades de resistencia del sistema C.G.S. 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 longitud, de masa 14,4521 gramos y 0 °C. Esta definición se convirtió en la base de la definición legal del ohmio en varios países. En 1908, esta definición fue adoptada por representantes científicos de varios países en la Conferencia Internacional sobre Unidades Eléctricas y Estándares celebrada en Londres. 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 artefactos.

A finales del siglo XIX, las unidades eran bien comprendidas y consistentes. Las definiciones cambiaban con poco efecto en los usos comerciales de las unidades. Los avances en metrología permitieron formular las definiciones con un alto grado de precisión y repetibilidad.

Unidades históricas de resistenciaEditar

9.266-10.420

8.987551787 × 1011