In den frühen 1860er Jahren fielen transatlantische Telegrafenkabel aus oder erbrachten schlechtere Leistungen, und die Ingenieure hatten Schwierigkeiten, die Ursache zu diagnostizieren, denn die Signalgeschwindigkeit hing direkt vom elektrischen Widerstand eines Kabels ab, und niemand konnte zuverlässig sagen, was „eine Einheit Widerstand“ eigentlich bedeutete. Telegrafengesellschaften und Instrumentenbauer arbeiteten jeweils mit ihrem eigenen behelfsmäßigen Bezugswert – typischerweise einer bestimmten Länge eines bestimmten Drahtes, der in der eigenen Werkstatt aufbewahrt wurde –, sodass einer in einem Labor durchgeführten Widerstandsmessung nicht getraut oder sie auch nur mit einer in einem anderen Labor durchgeführten verglichen werden konnte.

Die naheliegende Lösung, die auch der deutsche Instrumentenbauer Werner Siemens demselben Ausschuss der British Association von 1861 vorschlug, bestand darin, sich auf einen allgemein vereinbarten physischen Gegenstand als Bezug zu einigen – in seinem Fall eine Standard-Säule aus Quecksilber mit festgelegten Abmessungen – und jedes Labor der Welt anhand von Kopien davon zu kalibrieren.

Definierte das Ohm als wiederholbares Experiment – eine in einem bekannten Feld rotierende Spule –, sodass jedes Labor die Einheit von Grund auf herleiten konnte, ohne dass ein Urmuster nötig war.

Eine verfahrensbasierte Definition ist unabhängig vom Zustand eines einzelnen Musters.

Jedes Labor mit der richtigen Ausrüstung kann dieselbe Einheit von Grund auf herleiten.

Physische Kopien können gegen das Experiment erneut überprüft werden, falls sie abweichen.

Standards als wiederholbare Verfahren definieren, die auf stabilen Gesetzen beruhen, nicht als physische Muster, sodass jeder sie unabhängig reproduzieren kann.

Der Ausschuss fertigte 1865 dennoch einen Satz physischer Drahtspulen-Widerstände als praktische Alltagsreferenzen für die Laborarbeit an, doch diese Gegenstände wurden gegen das reproduzierbare Experiment mit der rotierenden Spule kalibriert – und konnten stets dagegen erneut überprüft werden –, statt selbst die Definition zu sein. Die Einheiten der BA für Widerstand, Strom und Spannung wurden im Wesentlichen zu den noch heute verwendeten Ohm, Ampere und Volt, mit weitreichenden Folgen für die gesamte spätere präzise elektrische Messtechnik.

DEN BELEGEN FOLGEN

Die Quellen

  1. IEEE Milestone Award Event | Standardisation of the Unit of Resistance IEEE UK and Ireland Section · ieee-ukandireland.org
  2. Standardization of the Ohm as a Unit of Electrical Resistance, 1861-1867 Proceedings of the IEEE (via University of Edinburgh Research Explorer) · research.ed.ac.uk