O rápido crescimento da electrotecnologia na última metade do século XIX criou uma procura de um sistema racional, coerente, consistente, e internacional de unidades para quantidades eléctricas. Os telegrafistas e outros utilizadores iniciais de electricidade no século XIX precisavam de uma unidade de medida padrão prática para a resistência. A resistência era frequentemente expressa como um múltiplo da resistência de um comprimento padrão de fios telegráficos; diferentes agências utilizavam bases diferentes para um padrão, pelo que as unidades não eram facilmente permutáveis. As unidades eléctricas assim definidas não eram um sistema coerente com as unidades de energia, massa, comprimento e tempo, exigindo factores de conversão a serem utilizados nos cálculos relativos à energia ou potência à resistência.
Dois métodos diferentes de estabelecimento de um sistema de unidades eléctricas podem ser escolhidos. Vários artefactos, tais como um comprimento de fio ou uma célula electroquímica padrão, podem ser especificados como produzindo quantidades definidas para resistência, tensão, etc. Alternativamente, as unidades eléctricas podem ser relacionadas com as unidades mecânicas, definindo, por exemplo, uma unidade de corrente que dá uma força especificada entre dois fios, ou uma unidade de carga que dá uma unidade de força entre duas cargas unitárias. Este último método assegura a coerência com as unidades de energia. A definição de uma unidade de resistência que seja coerente com as unidades de energia e tempo em vigor exige também a definição de unidades de potencial e corrente. É desejável que uma unidade de potencial eléctrico force uma unidade de corrente eléctrica através de uma unidade de resistência eléctrica, fazendo uma unidade de trabalho numa unidade de tempo, caso contrário, todos os cálculos eléctricos exigirão factores de conversão.
Desde que as chamadas unidades “absolutas” de carga e corrente sejam expressas como combinações de unidades de massa, comprimento e tempo, a análise dimensional das relações entre potencial, corrente e resistência mostra que a resistência é expressa em unidades de comprimento por tempo – uma velocidade. Algumas definições iniciais de uma unidade de resistência, por exemplo, definiram uma unidade de resistência como um quadrante da Terra por segundo.
As quantidades magnéticas e electrostáticas relacionadas com o sistema de unidades absolutas a unidades de base métrica de massa, tempo, e comprimento. Estas unidades tinham a grande vantagem de simplificar as equações utilizadas na solução de problemas electromagnéticos, e eliminaram factores de conversão nos cálculos sobre grandezas eléctricas. Contudo, o centímetro-grama segundo, CGS, as unidades acabaram por ter tamanhos impraticáveis para medições práticas.
Várias normas de artefactos foram propostas como a definição da unidade de resistência. Em 1860 Werner Siemens (1816-1892) publicou uma sugestão para uma norma de resistência reprodutível em Poggendorffs Annalen der Physik und Chemie. Ele propôs uma coluna de mercúrio puro, de um milímetro quadrado de secção transversal, de um metro de comprimento: Unidade de mercúrio Siemens. No entanto, esta unidade não era coerente com outras unidades. Uma proposta era conceber uma unidade baseada numa coluna de mercúrio que fosse coerente – de facto, ajustando o comprimento para tornar a resistência um ohm. Nem todos os utilizadores de unidades tinham recursos para realizar experiências metrológicas com a precisão necessária, pelo que eram necessários padrões de trabalho baseados na definição física.
Em 1861, Latimer Clark (1822-1898) e Sir Charles Bright (1832-1888) apresentaram um documento na reunião da Associação Britânica para o Progresso da Ciência sugerindo que fossem estabelecidos padrões para unidades eléctricas e sugerindo nomes para estas unidades derivados de eminentes filósofos, ‘Ohma’, ‘Farad’ e ‘Volt’. A BAAS em 1861 nomeou um comité que incluía Maxwell e Thomson para elaborar um relatório sobre normas de resistência eléctrica. Os seus objectivos eram de conceber uma unidade de tamanho conveniente, parte de um sistema completo de medições eléctricas, coerente com as unidades de energia, estável, reprodutível e baseado no sistema métrico francês. No terceiro relatório da comissão, 1864, a unidade de resistência é referida como “unidade B.A., ou Ohmad”. Em 1867, a unidade é referida como simplesmente ohm.
O B.A. ohm destinava-se a ser 109 unidades CGS mas devido a um erro de cálculo a definição era 1,3% demasiado pequena. O erro foi significativo para a preparação de normas de trabalho.
A 21 de Setembro de 1881 o Congrès internationale des électriciens (conferência internacional de electricistas) definiu uma unidade prática de ohm para a resistência, baseada em unidades CGS, utilizando uma coluna de mercúrio de 1 m2 de secção transversal, de aproximadamente 104,9 cm de comprimento a 0 °C, semelhante ao aparelho sugerido pela Siemens.
Um ohm legal, um padrão reproduzível, foi definido pela conferência internacional de electricistas em Paris em 1884 como a resistência de uma coluna de mercúrio de peso especificado e 106 cm de comprimento; este foi um valor de compromisso entre a unidade B. A. (equivalente a 104,7 cm), a unidade Siemens (100 cm por definição), e a unidade CGS. Embora denominada “legal”, esta norma não foi adoptada por qualquer legislação nacional. O ohm “internacional” foi recomendado por resolução unânime no Congresso Internacional de Electricidade de 1893 em Chicago. A unidade foi baseada no ohm igual a 109 unidades de resistência do sistema C.G.S. de unidades electromagnéticas. O ohm internacional é representado pela resistência oferecida a uma corrente eléctrica invariável numa coluna de mercúrio de secção transversal constante de 106,3 cm de comprimento de massa 14,4521 gramas e 0 °C. Esta definição tornou-se a base para a definição legal do ohm em vários países. Em 1908, esta definição foi adoptada por representantes científicos de vários países na Conferência Internacional sobre Unidades e Normas Eléctricas em Londres. O padrão da coluna de mercúrio foi mantido até à Conferência Geral sobre Pesos e Medidas de 1948, na qual o ohm foi redefinido em termos absolutos em vez de como um padrão de artefacto.
Até ao final do século XIX, as unidades eram bem compreendidas e consistentes. As definições mudariam com pouco efeito sobre as utilizações comerciais das unidades. Os avanços na metrologia permitiram que as definições fossem formuladas com um elevado grau de precisão e repetibilidade.
Unidades históricas de resistênciaEdit
| Unidade | Definição | Valor em BA. ohms | Remarks |
|---|---|---|---|
| Pébsoluto/segundo × 107 | usando unidades imperiais | 0.3048 | considerado obsoleto mesmo em 1884 |
| Unidade de Thomson | usando unidades imperiais | 0.3202 | 100 milhões pés/segundo, considerado obsoleto mesmo em 1884 |
| Jacobi copper unit | A specified copper wire 25 feet length bearing 345 grains | 0.6367 | Usado em 1850s |
| Unidade absoluta do Weber × 107 | Baseado no metro e no segundo | 0.9191 | >/td> |
| Siemens unidade de mercúrio | 1860. Uma coluna de mercúrio puro | 0,9537 | 100 cm e secção transversal de 1 mm2 a 0 °C |
| British Association (B.A.) “ohm” | 1863 | 1.000 | Bobinas padrão depositadas no Observatório Kew em 1863 |
| Digney, Breguet, Swiss | 9.266-10.420 | Fio de ferro de 1 km de comprimento e secção transversal de 4 mm quadrados | |
| Matthiessen | Uma milha de fio de cobre recozido puro de 1/16 polegadas de diâmetro a 15,5 °C | ||
| Varley | 25.61 | Uma milha de fio de cobre especial de 1/16 polegadas de diâmetro | |
| Milha alemã | >/td> | 57.44 | Uma milha alemã (8,238 jardas) de fio de ferro de 1/6 polegadas de diâmetro |
| Abohm | /td>> | 10-9 | Unidade absoluta eletromagnética em unidades de centímetro-grama segundo |
| Statohm | Unidade absoluta electrostática em unidades de centímetro-grama segundo |