Tiopotenser

I amatörradio har vi ofta att göra med både mycket stora och mycket små tal. Frekvensenheten – hertz ($\unit{\hertz}$) – samt de typiska prefixen för stora tal som kilo ($\unit{\kilo}$), mega ($\unit{\mega}$) och giga ($\unit{\giga}$) har vi redan stött på.

Även för små tal finns sådana enhetsprefix. Välkänt är till exempel milli, förkortat $\unit{\milli}$. En millimeter motsvarar en tusendels meter, alltså $\qty{0,001}{\meter}$. De mest använda prefixen för stora och små tal finns i tabell UPPGRADERING-1.1.1.

Prefix Förkortning Värde
pico $\unit{\pico}$ $10^{-12} = 0,000000000001$
nano $\unit{\nano}$ $10^{-9} = 0,000000001$
mikro $\unit{\micro}$ $10^{-6} = 0,000001$
milli $\unit{\milli}$ $10^{-3} = 0,001$
$10^{0} = 1$
kilo $\unit{\kilo}$ $10^{3} = 1000$
mega $\unit{\mega}$ $10^{6} = 1000000$
giga $\unit{\giga}$ $10^{9} = 1000000000$
Tabell UPPGRADERING-1.1.1: Enhetsprefix för tiopotenser

Förutom enheterna hertz och meter, som vi redan har lärt känna, finns det många fler fysikaliska enheter som vi kommer att gå igenom längre fram i kursen. Hit hör till exempel elektrisk spänning, mätt i volt ($\unit{\volt}$), elektrisk ström i ampere ($\unit{\ampere}$), effekt i watt ($\unit{\watt}$), elektrisk resistans i ohm ($\unit{\ohm}$) och fler.

För att förstå det som följer är det ännu inte nödvändigt att känna till dessa enheter i detalj. Det viktiga just nu är bara att förstå betydelsen och användningen av enhetsprefixen.

Tyvärr kan man inte skriva in dessa enhetsprefix direkt i alla miniräknare. Då använder man så kallade tiopotenser.

Låt oss först titta på prefixet kilo, som står för $1000$: i stället för $1000$ kan man skriva $10 \cdot 10 \cdot 10$. För det finns förkortningen $10^3$ (uttalas ”10 upphöjt till 3” eller ”tre potens av 10”). Uppgifterna $\qty{1500}{\hertz}$, $\qty{1,5}{\kilo\hertz}$ och $\qty{1,5e3}{\hertz}$ står för samma värde.

Man kan också komma ihåg det så här: man multiplicerar talet med 10 lika många gånger som exponenten anger. För tal utan decimaler lägger man helt enkelt till lika många nollor som det står i exponenten.

För en miljon måste man multiplicera inte tre utan sex exemplar av talet 10 med varandra. Prefixet mega motsvarar alltså värdet $10^6$. Skrivsättet $\qty{28e6}{\hertz}$ betyder därför detsamma som $\qty{28}{\mega\hertz}$.

För små tal fungerar det på liknande sätt. En tusendel är $\frac{1}{10} \cdot \frac{1}{10} \cdot \frac{1}{10}$. Det skrivs som $10^{-3}$ (”tio upphöjt till minus tre”). Värdet $\qty{3,5e-3}{\volt}$ är alltså inget annat än $\qty{3,5}{\milli\volt}$ och $\qty{22e-6}{\volt}$ står för $\qty{22}{\micro\volt}$. De viktigaste tiopotenserna finns åter i tabell UPPGRADERING-1.1.1.

Tekniskt-vetenskapliga miniräknare har oftast en knapp för potenser, vanligen märkt $x^y$. Vissa modeller har dessutom ett förenklat sätt att skriva in tiopotenser: en knapp märkt Exp, E eller $\cdot 10^x$. Den står för ”gånger tio upphöjt till …” och gör det mycket enklare att skriva in mycket stora eller mycket små tal.

Exempel: för att skriva in värdet $\num{3,5e6}$ trycker man: 3,5 → Exp → 6

Titta helst i bruksanvisningen till din miniräknare för att hitta den exakta knappkombinationen.

Hur särskilt stora eller små värden visas beror på apparaten. Vissa skriver dem som vanliga tiopotenser, andra med Exp eller E för gånger 10 upphöjt till. Ofta växlar knappen S/D mellan olika visningar. I tiopotensskrivsättet flyttar knappar som ENG, <ENG eller ENG> decimalkommat eller lägger till nollor på slutet och justerar samtidigt exponenten så att värdet inte ändras. Titta helst i bruksanvisningen till din miniräknare.

Figur UPPGRADERING-1.1.2 visar tre framställningar av samma tal i en miniräknarapp. De tre knapparna för hantering av tiopotenser har markerats med rött.

Den här alternativtexten har inte granskats ännu.

1. Kort sammanfattning: Skärmbild av en vetenskaplig miniräknare som visar värdet 0,007 samt den likvärdiga framställningen 7/1000 = 7×10⁻³.

2. Detaljerad beskrivning: Överst finns en stor, blekgrön display med talet ”0,007” till vänster och bredvid den till höger en beräkningsvisning med en bråkdel med ”7” över ”1000” samt raden ”= 7×10⁻³”; nere till vänster i displayen finns en knapp ”Details”. Under den ligger en mörk knappyta med färgkodade funktionsknappar: till vänster ”SHIFT” (grön) och ”ALPHA” (ljusblå), piltangenter vänster/höger/upp/ned, ”MODE”, ”2nd” samt olika matematiska funktioner som x⁻¹, Loga x, Log, Ln, Sin, Cos, Tan, √x, ³√x, x², xy, eˣ, 10ˣ, integraltecken, derivata d/dx, CALC, FACT, hyp, Abs, GCD, LCM, nPr, nCr samt hänvisningar till vektorer och matriser. Iögonfallande är de röda knapparna ”ENG”, ”S↔D” och ”Exp”. Till höger finns redigeringsknapparna ”DEL” och ”CLR”. Längst ned siffertangenterna 0–9, punkt, parenteser, räknesätten ×, ÷, +, −, samt knapparna ”Ans” och ”=”. Små blå texter ovanför vissa knappar anger ytterligare funktioner som CONST, CONV, Lim, ∞, STAT, CMPLX, DISTR, Pol, Ceil, Rec, Floor, CopyPaste, Ran#, RanInt, π, e, PreAns och History. Det övergripande färgschemat är mörkgrått med övervägande grå knappar och kontrasterande färgaccenter.
Figur UPPGRADERING-1.1.2: Olika framställningar av talet 0,007 i en miniräknarapp

Öva gärna med din miniräknare: skriv in några tal, till exempel $\qty{4,7}{\kilo\hertz}$ eller $\qty{250}{\micro\volt}$, i exponentialläge och låt ENG-knappen göra omvandlingen åt dig.

Med lite övning går det naturligtvis också att räkna i huvudet. Enheterna kan i sådana övningar bortses från, eftersom det i första hand gäller att få rätt skrivsätt med exponent eller rätt enhetsprefix. I kommande beräkningar blir det allt viktigare att välja ett resultat med ett visst enhetsprefix eller räkna om till det.


Fortsätt till nästa avsnitt: Skriva om formler