През 1827 г. Георг Ом публикува своето изследване, което е в основата на формулата, използвана и до днес. Ом извърши голяма поредица от експерименти, които показаха връзката между приложеното напрежение и тока, протичащ през проводник.

Този закон е емпиричен, тоест основан на опита. Означението "ом" е прието като официална единица SI за електрическо съпротивление.

Закон на Ом за участък от веригазаявява, че електрически токв един проводник е право пропорционална на потенциалната разлика в него и обратно пропорционална на неговото съпротивление. Като се има предвид, че съпротивлението на проводника (да не се бърка) е постоянна стойност, можем да го формулираме със следната формула:

• I - ток в ампери (A)
• V - напрежение във волтове (V)
• R - съпротивление в ома (Ohm)

За яснота: резистор със съпротивление 1 Ohm, през който протича ток 1 A, има потенциална разлика (напрежение) на клемите си 1 V.

Немският физик Кирхоф (известен със своите правила на Кирхоф) направи обобщение, което се използва повече във физиката:

• σ – проводимост на материала
• J - плътност на тока
• Е - електрическо поле.

Закон на Ом и резистор

Резисторите са пасивни елементи, които осигуряват съпротивление на протичането на електрически ток във верига. , което функционира в съответствие със закона на Ом, се нарича омично съпротивление. Когато токът преминава през такъв резистор, спадът на напрежението на неговите клеми е пропорционален на стойността на съпротивлението.

Формулата на Ом остава валидна за вериги с променливо напрежение и ток. Законът на Ом не е подходящ за кондензатори и индуктори, тъй като тяхната характеристика ток-напрежение (волт-амперна характеристика) по същество не е линейна.

Формулата на Ом се прилага и за вериги с множество резистори, които могат да бъдат свързани последователно, паралелно или смесено. Групи от резистори, свързани последователно или паралелно, могат да бъдат опростени като еквивалентно съпротивление.

Статиите за и връзката описват по-подробно как да направите това.

Немският физик Георг Симон Ом публикува своя пълна теорияелектричество, наречено "теория на галваничната верига". Той установи, че спадът на напрежението в даден участък от веригата е резултат от работата на тока, протичащ през съпротивлението на този участък от веригата. Това формира основата на закона, който използваме днес. Законът е едно от основните уравнения за резистори.

Закон на Ом - формула

Формулата на закона на Ом може да се използва, когато са известни две от трите променливи. Връзката между съпротивление, ток и напрежение може да бъде записана по различни начини. Триъгълникът на Ом може да бъде полезен за усвояване и запаметяване.

По-долу има два примера за използване на такъв триъгълен калкулатор.

Имаме резистор със съпротивление 1 Ohm във верига със спад на напрежението от 100V до 10V на клемите му.Какъв ток протича през този резистор?Триъгълникът ни напомня, че:
Имаме резистор със съпротивление 10 ома, през който протича ток от 2 ампера при напрежение 120V.Какъв ще бъде спадът на напрежението на този резистор?Използването на триъгълник ни показва, че:Така напрежението на щифта ще бъде 120-20 = 100 V.

Закон на Ом - мощност

Когато електрическият ток протича през резистор, той разсейва определено количество мощност като топлина.

Мощността е функция на протичащия ток I (A) и приложеното напрежение V (V):

• P - мощност във ватове (V)

Когато се комбинира със закона на Ом за участък от верига, формулата може да се трансформира в следната форма:

Идеалният резистор разсейва цялата енергия и не съхранява електрическа или магнитна енергия. Всеки резистор има ограничение за количеството мощност, което може да бъде разсеяно, без да причини повреда на резистора. Това е сила наречен номинален.

Условията на околната среда могат да намалят или повишат тази стойност. Например ако околния въздухгорещ, тогава способността на резистора да разсейва излишната топлина намалява и обратно, при ниски температури на околната среда способността на резистора за разсейване се увеличава.

На практика резисторите рядко имат номинална мощност. Повечето от резисторите обаче са с мощност 1/4 или 1/8 вата.

По-долу има кръгова диаграма, която ще ви помогне бързо да определите връзката между мощност, ток, напрежение и съпротивление. За всеки от четирите параметъра се показва как да се изчисли стойността му.

Закон на Ом - калкулатор

дадени онлайн калкулаторЗаконът на Ом ви позволява да определите връзката между силата на тока, електрическото напрежение, съпротивлението на проводника и мощността. За да изчислите, въведете два параметъра и щракнете върху бутона за изчисляване.

Георг Симон Ом започва своите изследвания, вдъхновени от известната работа на Жан Батист Фурие „Аналитичната теория на топлината“. В тази работа Фурие представя топлинния поток между две точки като температурна разлика и свързва промяната в топлинния поток с преминаването му през препятствие неправилна формаизработени от топлоизолационен материал. По същия начин Ом е причинил възникването на електрически ток чрез потенциална разлика.

Въз основа на това Ом започна да експериментира с различни материалидиригент. За да определи тяхната проводимост, той ги свързва последователно и регулира дължината им така, че токът да е еднакъв във всички случаи.

За такива измервания беше важно да се изберат проводници със същия диаметър. Ом, измервайки проводимостта на среброто и златото, получи резултати, които според съвременните данни не са точни. Така сребърният проводник на Ом провежда по-малко електрически ток от златото. Самият Ом обясни това, като каза, че неговият сребърен проводник е покрит с масло и поради това, очевидно, експериментът не е дал точни резултати.

Това обаче не беше единственият проблем, с който физиците, които по това време се занимаваха с подобни експерименти с електричество, имаха проблеми. Големи трудности с добива чисти материалибез примеси за експерименти, трудностите с калибрирането на диаметъра на проводника изкривиха резултатите от теста. Още по-голям проблем беше, че силата на тока постоянно се променяше по време на тестовете, тъй като източникът на тока бяха редуващи се химични елементи. При такива условия Ом извежда логаритмична зависимост на тока от съпротивлението на жицата.

Малко по-късно немският физик Погендорф, специалист по електрохимия, предлага на Ом да замени химичните елементи с термодвойка, изработена от бисмут и мед. Ом започна отново експериментите си. Този път той използва като батерия термоелектрическо устройство, захранвано от ефекта на Зеебек. Към него той свързва последователно 8 медни проводника с еднакъв диаметър, но с различна дължина. За да измери тока, Ом окачи магнитна игла върху проводниците с помощта на метална нишка. Течащият успоредно на тази стрелка ток я измести настрани. Когато това се случило, физикът усукал конеца, докато стрелката се върнала в първоначалното си положение. Въз основа на ъгъла, под който е усукана нишката, може да се прецени стойността на тока.

В резултат на нов експеримент Ом стигна до формулата:

X = a / b + l

тук X– интензивност магнитно полежици, л- дължина на проводника, а– постоянно напрежение на източника, b– константа на съпротивлението на останалите елементи на веригата.

Ако се обърнем към съвременни термини, за да опишем тази формула, ще получим това X– сила на тока, А– ЕМП на източника, b + l– общо съпротивление на веригата.

Закон на Ом за участък от верига

Законът на Ом за отделен участък от верига гласи: силата на тока в участък от веригата се увеличава с увеличаване на напрежението и намалява с увеличаване на съпротивлението на този участък.

I=U/R

Въз основа на тази формула можем да решим, че съпротивлението на проводника зависи от потенциалната разлика. От математическа гледна точка това е правилно, но от гледна точка на физиката е невярно. Тази формула е приложима само за изчисляване на съпротивлението на отделен участък от веригата.

Така формулата за изчисляване на съпротивлението на проводника ще приеме формата:

R = p ⋅ l / s

Закон на Ом за пълна верига

Разликата между закона на Ом пълна веригаот закона на Ом за участък от верига е, че сега трябва да вземем предвид два вида съпротивление. Това е “R” съпротивлението на всички компоненти на системата и “r” вътрешното съпротивление на източника на електродвижеща сила. Така формулата приема формата:

I = U / R + r

Закон на Ом за променлив ток

Променливият ток се различава от постоянния по това, че се променя през определени периоди от време. По-конкретно, променя смисъла и посоката си. За да приложите закона на Ом тук, трябва да вземете предвид, че съпротивлението във веригата с DCможе да се различава от съпротивлението във верига с променлив ток. И това е различно, ако във веригата се използват компоненти с реактивно съпротивление. Реактивното съпротивление може да бъде индуктивно (бобини, трансформатори, дросели) или капацитивно (кондензатор).

Нека се опитаме да разберем каква е истинската разлика между реактивното и активното съпротивление във верига с променлив ток. Вече трябва да разберете, че стойността на напрежението и тока в такава верига се променя с времето и, грубо казано, има форма на вълна.

Ако диаграмираме как тези две стойности се променят с времето, получаваме синусоида. И напрежението, и токът се повишават от нула до максимална стойност, след което, падайки, преминават нулева стойности достига максимална отрицателна стойност. След това те се повишават отново през нула до максималната стойност и т.н. Когато се каже, че токът или напрежението са отрицателни, това означава, че те се движат в обратна посока.

Целият процес протича с определена честота. Точката, откъдето е стойността на напрежението или тока минимална стойностнарастването до максималната стойност и преминаването през нула се нарича фаза.

Всъщност това е само предговор. Да се ​​върнем към реактивното и активното съпротивление. Разликата е, че във верига с активно съпротивление фазата на тока съвпада с фазата на напрежението. Тоест както стойността на тока, така и стойността на напрежението достигат максимум в една посока едновременно. В този случай нашата формула за изчисляване на напрежение, съпротивление или ток не се променя.

Ако веригата съдържа реактивно съпротивление, фазите на тока и напрежението се изместват една спрямо друга с ¼ от периода. Това означава, че когато токът достигне максималната си стойност, напрежението ще бъде нула и обратно. Когато се приложи индуктивно съпротивление, фазата на напрежението "изпреварва" фазата на тока. Когато се приложи капацитет, текущата фаза "изпреварва" фазата на напрежението.

Формула за изчисляване на спада на напрежението върху индуктивното съпротивление:

U = I ⋅ ωL

Къде Ле индуктивността на реактивното съпротивление, и ω – ъглова честота (производна по време на фазата на трептене).

Формула за изчисляване на спада на напрежението върху капацитета:

U = I / ω ⋅ C

СЪС– реактивен капацитет.

Тези две формули са специални случаи на закона на Ом за променливи вериги.

Пълният ще изглежда така:

I=U/Z

тук З– общо съпротивление променлива веригаизвестен като импеданс.

Като електрически ток, напрежение, съпротивление и мощност. Дойде времето за основните електрически закони, така да се каже, основата, без познаване и разбиране на която е невъзможно да се изучава и разбира електронни схемии устройства.

Закон на Ом

Електрическият ток, напрежението, съпротивлението и мощността със сигурност са свързани. И връзката между тях е описана, без съмнение, от най-важното електрически закон – Закон на Ом. В опростена форма този закон се нарича: закон на Ом за участък от верига. И този закон звучи така:

„Силата на тока в даден участък от веригата е право пропорционална на напрежението и обратно пропорционална на електрическото съпротивление на даден участък от веригата.“

За практическо приложение формулата на закона на Ом може да бъде представена под формата на такъв триъгълник, който в допълнение към основното представяне на формулата ще помогне да се определят други количества.

Триъгълникът работи по следния начин. За да изчислите едно от количествата, просто го покрийте с пръст. Например:

В предишната статия направихме аналогия между електричество и вода и установихме връзката между напрежение, ток и съпротивление. Също така добра интерпретация на закона на Ом може да бъде следната фигура, която ясно показва същността на закона:

На него виждаме, че човекът „Волт“ (напрежение) избутва човека „Ампер“ (ток) през проводник, който събира човека „Ом“ (съпротивление). Така се оказва, че какво по-силна съпротивакомпресира проводника, толкова по-трудно е токът да премине през него („силата на тока е обратно пропорционална на съпротивлението на секцията на веригата“ - или колкото по-голямо е съпротивлението, толкова по-лошо е за тока и по-малко така е). Но напрежението не спи и избутва тока с цялата си сила (колкото по-високо е напрежението, толкова по-голям е токът или - „силата на тока в участък от веригата е право пропорционална на напрежението“).

Когато фенерчето започне да свети слабо, казваме „батерията е изтощена“. Какво стана с него, какво означава, че е разреден? Това означава, че напрежението на батерията е намаляло и тя вече не е в състояние да „помогне“ на тока да преодолее съпротивлението на веригите на фенерчето и електрическата крушка. Така се оказва, че колкото по-високо е напрежението, толкова по-голям е токът.

Серийна връзка - последователна верига

При последователно свързване на консуматори, например обикновени крушки, токът във всеки консуматор е еднакъв, но напрежението ще бъде различно. На всеки консуматор напрежението ще пада (намалява).

И законът на Ом в последователна верига ще изглежда така:

При серийна връзкапотребителските съпротивления се натрупват. Формула за изчисляване на общото съпротивление:

Паралелно свързване - паралелна верига

При паралелна връзка, на всеки консуматор се подава едно и също напрежение, но токът през всеки от консуматорите, ако съпротивлението им е различно, ще е различен.

Законът на Ом за паралелна верига, състояща се от три консуматора, ще изглежда така:

При паралелна връзка общото съпротивление на веригата винаги ще бъде по-малко от най-малкото отделно съпротивление. Или също така казват, че „съпротивлението ще бъде по-малко от най-малкото“.

Общото съпротивление на верига, състояща се от два консуматора в паралелна връзка:

Общото съпротивление на верига, състояща се от три паралелно свързани консуматора:

За по-голям брой консуматори изчислението се прави въз основа на факта, че при паралелно свързване проводимостта (реципрочната стойност на съпротивлението) се изчислява като сбор от проводимостите на всеки консуматор.

Електрическа мощност

Мощността е физическа величина, която характеризира скоростта на предаване или преобразуване електрическа енергия. Мощността се изчислява по следната формула:

По този начин, знаейки напрежението на източника и измервайки консумирания ток, можем да определим мощността, консумирана от електрическия уред. И обратното, знаейки мощността на електрическия уред и мрежовото напрежение, можем да определим количеството консумиран ток. Такива изчисления понякога са необходими. Например предпазителите се използват за защита на електрически уреди. прекъсвачи. За да изберете правилното защитно оборудване, трябва да знаете текущата консумация. Предпазители, използвани в домакински уреди, като правило, подлежат на ремонт и е достатъчно да ги възстановите

Изпращането на вашата добра работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Публикувано на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО НА РЕПУБЛИКА БЕЛАРУС

Катедра по природни науки

Резюме

Закон на Ом

Завършено:

Иванов М. А.

Въведение

1. Общ изгледЗакон на Ом

2. Историята на откриването на закона на Ом, кратка биографияучен

3. Видове закони на Ом

4. Първи изследвания на съпротивлението на проводника

5. Електрически измервания

Заключение

Литература, други източници на информация

Въведение

Явления, свързани с електричеството, са наблюдавани в древен Китай, Индия и древна Гърцияняколко века преди началото на нашата ера. Около 600 г. пр.н.е., както казват оцелелите легенди, древногръцки философТалес от Милет е познавал свойството на кехлибара, натрит върху вълна, да привлича леки предмети. Между другото, древните гърци са използвали думата „електрон“, за да наричат ​​кехлибар. От него идва и думата „електричество“. Но гърците само наблюдавали феномена на електричеството, но не можели да го обяснят.

19 век е пълен с открития, свързани с електричеството. Едно откритие породи цяла верига от открития в продължение на няколко десетилетия. Електричеството започва да се превръща от предмет на изследване в стока за потребление. Започва широкото му въвеждане в различни области на производството. Бяха измислени и създадени електродвигатели, генератори, телефон, телеграф, радио. Започва въвеждането на електричеството в медицината.

Напрежение, ток и съпротивление - физични величини, характеризиращи явления, възникващи в електрически вериги. Тези количества са свързани помежду си. Тази връзка е изследвана за първи път от немския физик 0m. Законът на Ом е открит през 1826 г.

1. Общ вид на закона на Ом

Законът на Ом звучи така:Силата на тока в даден участък от веригата е право пропорционална на напрежението в този участък (за дадено съпротивление) и обратно пропорционална на съпротивлението на участъка (за дадено напрежение): I = U / R, от формулата то следва, че U = IHR и R = U / I. Тъй като съпротивлението на даден проводник не зависи нито от напрежението, нито от тока, тогава последната формула трябва да се чете, както следва: съпротивлението на даден проводник е равно на отношението на напрежението в краищата му към силата на тока, протичащ през него. В електрическите вериги най-често проводниците (консуматори на електрическа енергия) са свързани последователно (например електрически крушки в гирлянди за коледни елхи) и паралелно (например домакински електроуреди).

При последователно свързване силата на тока в двата проводника (крушки) е една и съща: I = I1 = I2, напрежението в краищата на разглежданата секция на веригата е сумата от напрежението на първата и втората лампи: U = U1 + U2. Общото съпротивление на секцията е равно на сумата от съпротивленията на електрическите крушки R = R1 + R2.

Когато резисторите са свързани паралелно, напрежението в участъка на веригата и в краищата на резисторите е същото: U = U1 = U2. Токът в неразклонената част на веригата е равен на сумата от токовете в отделните резистори: I = I1 + I2. Общото съпротивление на секцията е по-малко от съпротивлението на всеки резистор.

Ако съпротивленията на резисторите са еднакви (R1 = R2), тогава общото съпротивление на секцията е свързано паралелно на три или повече резистора, тогава общото съпротивление може да бъде -.

намира се по формулата: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/RN. Паралелно се свързват мрежови консуматори, които са проектирани за напрежение, равно на напрежението на мрежата.

И така, законът на Ом установява връзката между силата на тока азв проводника и потенциална разлика (напрежение) Uмежду две фиксирани точки (секции) на този проводник:

Фактор на пропорционалност Р, в зависимост от геометричните и електрически свойства на проводника и от температурата, се нарича омично съпротивление или просто съпротивлението на даден участък от проводника.

2. Историята на откриването на закона на Ом, кратка биография на учения

Георг Симон Ом е роден на 16 март 1787 г. в Ерланген, в семейството на потомствен механик. След като завършва училище, Георг влиза в градската гимназия. Гимназията в Ерланген се ръководи от университета. Занятията в гимназията се водеха от четирима преподаватели. Георг, след като завършва гимназия, през пролетта на 1805 г. започва да учи математика, физика и философия във Философския факултет на университета в Ерланген.

След като учи три семестъра, той приема покана да заеме мястото на учител по математика в частно училищеШвейцарски град Готщат.

През 1811 г. той се завръща в Ерланген, завършва университета и получава докторска степен. Веднага след завършването на университета му е предложена длъжността частен асистент в катедрата по математика на същия университет.

През 1812 г. Ом е назначен за учител по математика и физика в училище в Бамберг. През 1817 г. той публикува първия си печатен труд, посветен на методиката на обучението „Най-много най-добър вариантпреподаване на геометрия в подготвителните класове." Ом започва да изследва електричеството. Ом базира своя електрически измервателен уред върху дизайна на торсионните везни на Кулон. Ом събира резултатите от своите изследвания под формата на статия, озаглавена "Предварителен доклад за закона, според който металите провеждат контактно електричество." Статията е публикувана през 1825 г. в Journal of Physics and Chemistry, публикуван от Schweigger. Изразът, открит и публикуван от Ом, обаче се оказва неправилен, което е една от причините за дългосрочното му не -след като взе всички предпазни мерки, елиминирайки предварително всички възможни източници на грешка, Ом продължи.

Появява се известната му статия „Определяне на закона, според който металите провеждат контактно електричество, заедно с очертание на теорията на волтовия апарат и умножителя на Швайгер“, публикувана през 1826 г. в Journal of Physics and Chemistry.

През май 1827 г. „Теоретични изследвания електрически вериги"обем от 245 страници, който сега съдържаше теоретичните разсъждения на Ом върху електрическите вериги. В тази работа ученият предложи да се характеризират електрическите свойства на проводника чрез неговото съпротивление и въведе този термин в научна употреба. Ом намери по-проста формула за закона на участък от електрическа верига, който не съдържа ЕМП: „Количеството на тока в галванична верига е право пропорционално на сумата от всички напрежения и обратно пропорционално на сумата от дадените дължини. В този случай общата редуцирана дължина се определя като сбор от всички отделни редуцирани дължини за хомогенни участъци с различна проводимост и различни напречни сечения."

През 1829 г. се появява неговата статия „Експериментално изследване на работата на електромагнитния умножител“, в която се излагат основите на теорията за електромагнитното измервателни уреди. Тук Ом предложи единица за съпротивление, за която той избра съпротивлението на медна жица с дължина 1 фут и напречно сечениев 1 квадратна линия.

През 1830 г. се появява новото изследване на Ом „Опит за създаване на приблизителна теория за униполярната проводимост“. Едва през 1841 г. работата на Ом е преведена на английски език, през 1847 г. - на италиански, през 1860 г. - на френски.

На 16 февруари 1833 г., седем години след публикуването на статията, в която е публикувано откритието му, на Ом е предложена позиция като професор по физика в новоорганизираното Политехническо училище в Нюрнберг. Ученият започва изследвания в областта на акустиката. Ом формулира резултатите от своите акустични изследвания под формата на закон, който по-късно става известен като акустичния закон на Ом.

Руските физици Ленц и Якоби са първите, които признават закона на Ом сред чуждестранните учени. Те спомогнаха и за международното му признание. С участието на руски физици на 5 май 1842 г. Лондонското кралско общество награждава Ом със златен медал и го избира за член.

През 1845 г. е избран за редовен член на Баварската академия на науките. През 1849 г. ученият е поканен в Мюнхенския университет на позицията извънреден професор. През същата година е назначен за квестор държавно събраниефизико-математически инструменти с едновременно четене на лекции по физика и математика. През 1852 г. Ом получава длъжността редовен професор. Ом умира на 6 юли 1854 г. През 1881 г. на конгреса по електротехника в Париж учените единодушно одобряват името на единицата за съпротивление - 1 ом.

3. Видове закони на Ом

Има няколко вида закон на Ом.

Закон на Ом за хомогенен участък от верига (без източник на ток): токът в проводник е право пропорционален на приложеното напрежение и обратно пропорционален на съпротивлението на проводника:

Законът на Ом за пълна верига - силата на тока във веригата е пропорционална на ЕМП, действаща във веригата, и обратно пропорционална на сумата от съпротивлението на веригата и вътрешното съпротивление на източника.

където I е текущата сила

E - електродвижеща сила

R е външното съпротивление на веригата (т.е. съпротивлението на това

част от веригата, която се намира извън източника на емф)

ЕМП е работата на външни сили (т.е. сили с неелектрически произход) за преместване на заряд във верига, свързана с големината на този заряд.

Мерни единици:

EMF - волта

Ток - ампера

Съпротивления (R и r) - ома

Чрез прилагането на основния закон на електрическата верига (закона на Ом) е възможно да се обяснят много природни явления, които на пръв поглед изглеждат загадъчни и парадоксални. Например, всеки знае, че всеки човешки контакт с електрически проводници под напрежение е смъртоносен. Само едно докосване на скъсан високоволтов проводник може да убие човек или животно с електрически ток. Но в същото време постоянно виждаме птици, които спокойно кацат на електропроводи с високо напрежение и нищо не застрашава живота на тези живи същества. Тогава как можем да намерим обяснение за такъв парадокс?

И това явление може да се обясни съвсем просто, ако си представим, че птица на електрически проводник е една от секциите на електрическата мрежа, съпротивлението на втората значително надвишава съпротивлението на друга секция от същата верига (т.е. малка празнина между краката на птицата). Следователно електрическият ток, действащ върху първата част от веригата, тоест върху тялото на птицата, ще бъде напълно безопасен за нея. Но пълната безопасност е гарантирана само при контакт с участък от високоволтов проводник. Но веднага щом птица, която се е установила на електропровод, докосне с крилото или клюна си жица или който и да е предмет, разположен близо до жицата (например телеграфен стълб), птицата неизбежно ще умре. В крайна сметка полюсът е директно свързан със земята и потокът от електрически заряди, преминаващ върху тялото на птицата, може незабавно да я убие, бързо се движи към земята. За съжаление поради тази причина много птици умират в градовете.

За да предпазят птиците от вредното въздействие на електричеството, чуждестранни учени са разработили специални устройства - кацалки за птици, изолирани от електрически ток. Такива устройства бяха поставени на високоволтови линиипредаване на мощност Птиците, седнали на изолирана кацалка, могат да докоснат жици, стълбове или скоби с човките, крилата или опашките си без никакъв риск за живота си. Повърхността на горния, така наречения рогов слой на човешката кожа има най-голяма устойчивост. Съпротивлението на суха и непокътната кожа може да достигне 40 000 - 100 000 ома. Роговият слой на кожата е много малък, само 0,05 - 0,2 mm. и лесно се пробива с напрежение от 250 V. В този случай съпротивлението намалява сто пъти и пада толкова по-бързо, колкото по-дълго токът действа върху човешкото тяло. Повишеното изпотяване на кожата, преумора, нервна възбуда и интоксикация рязко намаляват съпротивлението на човешкото тяло до 800-1000 ома. Това обяснява, че понякога дори малко напрежение може да причини токов удар. Ако, например, съпротивлението на човешкото тяло е 700 ома, тогава напрежение от само 35 V ще бъде опасно. Ето защо, например, електротехниците, дори когато работят с напрежение от 36 V, използват изолация предпазни средства- гумени ръкавици или инструменти с изолирани дръжки.

Законът на Ом изглежда толкова прост, че трудностите, които трябваше да бъдат преодолени при установяването му, се пренебрегват и забравят. Законът на Ом не е лесен за проверка и не трябва да се приема като очевидна истина; Наистина, за много материали не важи.

Какви точно са тези трудности? Не е ли възможно да се провери какво причинява промяната в броя на елементите на волтов стълб чрез определяне на тока при различен брой елементи?

Въпросът е, че когато вземем различен номерелементи, променяме цялата верига, т.к допълнителните елементи също имат допълнителна устойчивост. Следователно е необходимо да се намери начин да се промени напрежението, без да се променя самата батерия. В допълнение, различните стойности на тока загряват проводника до различни температури и този ефект може да повлияе и на силата на тока. Ом (1787-1854) преодолява тези трудности, като се възползва от явлението термоелектричество, което е открито от Зеебек (1770-1831) през 1822 г.

Така Ом показа, че токът е пропорционален на напрежението и обратно пропорционален на импеданса на веригата. Това беше прост резултат за сложен експеримент. Поне така трябва да ни изглежда сега.

Съвременниците на Ом, особено неговите сънародници, мислеха по различен начин: може би простотата на закона на Ом събуди подозрението им. Ом срещна трудности в кариерата си и беше в нужда; Ом беше особено депресиран от факта, че творбите му не бяха признати. За чест на Великобритания и в частност Кралско общество, трябва да се каже, че работата на Ом получи заслужено признание там. Ом е сред онези велики мъже, чиито имена често се срещат изписани с малки букви: името "ом" е дадено на единицата за съпротива.

4. Първи изследвания на съпротивлението на проводника

Какво е диригент? Това е чисто пасивно компонентелектрическа верига, отговориха първите изследователи. Да го изучаваш просто означава да си блъскаш мозъка в ненужни мистерии, защото... само текущият източник е активен елемент.

Този поглед върху нещата обяснява защо учените, поне преди 1840 г., не са проявили почти никакъв интерес към малкото работи, които са били извършени в тази посока.

Така на втория конгрес на италианските учени, проведен в Торино през 1840 г. (първият се събра в Пиза през 1839 г. и дори придоби известно политическо значение), говорейки в дебата по доклада, представен от Марианини, Де ла Риве твърди, че проводимостта на повечето течности не е абсолютно, „а по-скоро относително и варира в зависимост от промените в силата на тока“. Но законът на Ом е публикуван 15 години по-рано!

Сред малкото учени, които първи започнаха да изучават въпроса за проводимостта на проводниците след изобретяването на галванометъра, беше Стефано Марианини (1790-1866).

Той стигна до откритието си случайно, докато изучаваше напрежението на батерията. Той забеляза, че с увеличаване на броя на елементите на волтовия стълб електромагнитният ефект върху иглата не се увеличава забележимо. Това накара Марианини веднага да си помисли, че всеки волтов елемент представлява пречка за преминаването на тока. Той направи експерименти с двойки „активни“ и „неактивни“ (т.е. състоящи се от две медни плочи, разделени от мокър разделител) и експериментално намери съотношение, в което съвременният читател разпознава специален случайЗаконът на Ом, когато съпротивлението на външната верига не се взема предвид, както беше в експеримента на Марианини.

Георг Симон Ом (1789-1854) признава заслугите на Марианини, въпреки че неговите произведения не са помогнали пряко на Ом в работата му. Ом е вдъхновен в своите изследвания от работата („Аналитична теория на топлината“, Париж, 1822) на Жан Батист Фурие (1768-1830) - една от най-значимите научни трудовена всички времена, което много бързо спечели известност и висока оценка сред математиците и физиците от онова време. Той излезе с идеята, че механизмът на „топлинния поток“, за който говори Фурие, може да бъде оприличен на електрически ток в проводник. И точно както в теорията на Фурие топлинният поток между две тела или между две точки от едно и също тяло се обяснява с разликата в температурата, по същия начин Ом обяснява възникването на електрически ток между тях с разликата в „електроскопичните сили“ в две точки на проводник.

Следвайки тази аналогия, Ом започна своята експериментални изследванияот определяне на стойностите на относителната проводимост на различни проводници. Използвайки метод, който вече е станал класически, той свързва тънки проводници на различни материалисъс същия диаметър и променят дължината си, така че да се получи определено количество ток. Първите резултати, които успя да получи днес, изглеждат доста скромни. електрически галванометър по закон на Ома

Историците са поразени например от измерванията на Ом за по-малко проводимост на среброто от медта и златото и снизходително приемат собственото обяснение на Ом, че експериментът е извършен върху сребърна тел, покрита със слой масло, което е подвеждащо по отношение на точната стойност .диаметър

По това време имаше много източници на грешки при провеждането на експерименти (недостатъчна чистота на металите, трудности при калибриране на жицата, трудности при извършване на точни измервания и т.н.). Най-важният източник на грешка беше поляризацията на батериите. Постоянните (химически) елементи все още не са били известни по това време, така че през времето, необходимо за измервания, електродвижещата сила на елемента се е променила значително. Именно тези причини причиниха грешки, които накараха Ом, въз основа на своите експерименти, да стигне до логаритмичен закон за зависимостта на тока от съпротивлението на проводника, свързан между две точки на веригата. След публикуването на първата статия на Ома, Погендорф го посъветва да се откаже химически елементии е по-добре да се използва медно-бисмутова термодвойка, въведена малко преди това от Seebeck.

Ом се вслуша в този съвет и повтори експериментите си, като сглоби инсталация с термоелектрическа батерия, във външната верига на която бяха свързани последователно осем медни проводника с еднакъв диаметър, но различна дължина. Той измерва силата на тока с помощта на един вид торсионен баланс, образуван от магнитна игла, окачена на метална нишка. Когато токът, успореден на стрелката, я отклони, Ом усука нишката, на която беше окачена, докато стрелката застане в обичайната си позиция;

Силата на тока се счита за пропорционална на ъгъла, под който нишката е усукана. Ом заключи, че резултатите от експерименти, направени с осем различни жици, „могат да бъдат изразени много добре чрез уравнението

където X означава интензивността на магнитното действие на проводник, чиято дължина е равна на x, а a и b са константи, зависещи съответно от възбуждащата сила и от съпротивлението на останалите части на веригата.

Експерименталните условия се промениха: съпротивленията и термоелектричните двойки бяха заменени, но резултатите все още се свеждаха до горната формула, която много просто се превръща в известната ни, ако X се замени със сила на тока, a с електродвижеща сила и b + x с общото съпротивление на веригата.

След като получи тази формула, Ом я използва, за да изследва ефекта на множителя на Швайгер върху отклонението на иглата и да изследва тока, който преминава във външната верига на батерията от клетки, в зависимост от това как са свързани - последователно или в паралелен. По този начин той обяснява (както сега се прави в учебниците) какво определя външния ток на батерията, въпрос, който е бил доста неясен за ранните изследователи. Ом се надяваше, че експерименталната му работа ще му отвори пътя към университета, който той толкова желаеше. Статиите обаче останаха незабелязани. След това напуска учителската си позиция в гимназията в Кьолн и заминава за Берлин, за да осмисли теоретично получените резултати. През 1827 г. в Берлин той публикува основния си труд „Die galvanische Kette, mathe-matisch bearbeitet” („Галванична верига, развита математически”).

Тази теория, в развитието на която той е вдъхновен, както вече посочихме, от аналитичната теория на Фурие за топлината, въвежда понятията и точни определенияелектродвижеща сила или "електроскопична сила", както я нарича Ом, електрическа проводимост (Starke der Leitung) и ток. След като изрази закона, който изведе в диференциалната форма, дадена от съвременните автори, Ом го записва в крайни количества за специални случаи на специфични електрически вериги, от които термоелектрическата верига е особено важна. Въз основа на това той формулира добре познатите закони на промяната електрическо напрежениепо веригата.

Но теоретичните изследвания на Ом също остават незабелязани и ако някой пише за тях, то е само за да осмие „една болезнена фантазия, чиято единствена цел е желанието да се омаловажи достойнството на природата“. И само десет години по-късно блестящите му произведения постепенно започват да получават заслужено признание: в

В Германия те са оценени от Погендорф и Фехнер, в Русия от Ленц, в Англия от Уитстоун, в Америка от Хенри, в Италия от Матеучи.

Едновременно с опитите на Ом, А. Бекерел провежда опитите си във Франция, а Барлоу - в Англия. Експериментите на първия са особено забележителни за въвеждането на диференциален галванометър с рамка с двойна намотка и използването на "нулевия" метод на измерване. Експериментите на Барлоу заслужават да бъдат споменати, защото те експериментално потвърдиха постоянството на силата на тока в цялата верига. Това заключение е потвърдено и разширено до вътрешния ток на батерия от Фехнер през 1831 г., обобщено през 1851 г. от Рудолф Колрауш

(180E--1858) върху течни проводници и след това отново потвърдено от внимателните експерименти на Густав Нидман (1826--1899).

5. Електрически измервания

Бекерел използва диференциален галванометър за сравнение електрическо съпротивление. Въз основа на своите изследвания той формулира добре известния закон за зависимостта на съпротивлението на проводника от неговата дължина и напречно сечение. Тези работи са продължени от Pouillet и описани от него в следващите издания на неговите известни „Elements de

physique experimentale” („Основи на експерименталната физика”), чието първо издание се появява през 1827 г. Съпротивленията са определени чрез сравнителния метод.

Още през 1825 г. Марианини показва, че в разклонените вериги електрическият ток се разпределя по всички проводници, независимо от какъв материал са направени, противно на твърдението на Волта, който вярва, че ако един клон на веригата е образуван от метален проводник а останалата част от течността, тогава целият ток трябва да премине през металния проводник. Араго и Пуйе популяризират наблюденията на Марианини във Франция. Все още не познавайки закона на Ом, Пуйе през 1837 г. използва тези наблюдения и законите на Бекерел, за да покаже, че проводимостта на верига, еквивалентна на две

разклонени вериги е равна на сумата от проводимостите на двете вериги. С тази работа Пуйе полага основите за изследване на разклонените вериги. Pouillet установи редица термини за тях,

които все още са живи, и някои специфични закони, обобщени от Кирхоф през 1845 г. в неговите известни „принципи“.

Най-големият тласък на електрическите измервания и по-специално измерванията на съпротивлението беше даден от нарасналите нужди на технологиите и най-вече от проблемите, възникнали с появата на електрическия телеграф. Идеята за използване на електричество за предаване на сигнали на разстояние се появява за първи път през 18 век. Волта описва телеграфния проект, а Ампер през 1820 г. предлага използването на електромагнитни явления за предаване на сигнали. Идеята на Ампер е възприета от много учени и техници: през 1833 г. Гаус и Вебер построяват проста телеграфна линия в Гьотинген, свързваща астрономическа обсерватория и физическа лаборатория. Но практическо приложениеТелеграфът е получен благодарение на американеца Самуел Морз (1791-1872), който през 1832 г. достига до успешната идея за създаване на телеграфна азбука, състояща се само от два знака. След многобройни опити Морз най-накрая успява да построи частно първия груб модел на телеграф в Нюйоркския университет през 1835 г. През 1839 г. експериментален

линия между Вашингтон и Балтимор, а през 1844 г. организира първият Морз американска компанияза търговска експлоатация на ново изобретение. Това беше и първото практическо приложение на резултатите от научните изследвания в областта на електроенергетиката.

В Англия Чарлз Уитстоун (1802-1875) започва да изучава и усъвършенства телеграфа. бивш господарвърху производството музикални инструменти. Разбиране на важността

измервания на съпротивлението, Уитстоун започва да търси най-простите и точни методи за такива измервания. Използваният по това време метод за сравнение, както видяхме, дава ненадеждни резултати, главно поради липсата на стабилни източници на енергия. Още през 1840 г. Уитстоун намира начин да измерва съпротивлението независимо от постоянството на електродвижещата сила и показва устройството си на Якоби. Но статията, в която е описано това устройство и която може да се нарече първата работа в областта на електротехниката, се появява едва през 1843 г. Тази статия описва известния „мост“, тогава кръстен на Уитстоун. Всъщност такова устройство е описано -

през 1833 г. от Гюнтер Кристи и независимо през 1840 г. от Марианини; И двамата предложиха метод за намаляване до нула, но техните теоретични обяснения, които не взеха предвид закона на Ом, оставиха много да се желае.

Уитстоун беше почитател на Ом и познаваше закона му много добре, така че неговата теория за „моста на Уитстоун“ не се различава от това, което сега се дава в учебниците. В допълнение, Уитстоун, за да промени бързо и удобно съпротивлението на едната страна на моста, за да получи нулев ток в галванометъра, включен в диагоналното рамо на моста, проектира три вида реостати (самата дума е предложена от него

аналогия с „реофора“, въведен от Ампер, в имитация на който Пекле въвежда и термина „реометър“). Първият тип реостат с подвижна скоба, който се използва и днес, е създаден от Уитстоун по аналогия с подобно устройство, използвано от Якоби през 1841 г. Вторият тип реостат има формата на дървен цилиндър, около който е навита част от тел, свързан към верига, която лесно се пренавива от дървения цилиндър до бронз. Третият тип реостат е подобен на "съпротивителния магазин", който Ernst

Вернер Сименс (1816--1892), учен и индустриалец, усъвършенстван и широко разпространен през 1860 г. „Мостът на Уитстоун“ направи възможно измерването на електродвижещи сили и съпротивление.

Създаването на подводен телеграф, може би дори повече от въздушния, изискваше разработването на методи за измерване на електричество. Експериментите с подводни телеграфи започват още през 1837 г. и един от първите проблеми, които трябва да бъдат решени, е определянето на скоростта на разпространение на тока. Обратно през 1834 г., Уитстоун, използвайки въртящи се огледала, които вече споменахме в гл. 8, прави първите измервания на тази скорост, но резултатите му противоречат на резултатите на Латимер Кларк, а последният от своя страна не съответства на по-късни изследвания на други учени.

През 1855 г. Уилям Томсън (който по-късно получава титлата Лорд Келвин) обяснява причината за всички тези несъответствия. Според Томсън скоростта на тока в проводник няма определена стойност. Точно както скоростта на разпространение на топлината в пръта зависи от материала, така и скоростта на тока в проводника зависи от произведението на неговото съпротивление и електрическия капацитет. Следвайки тази негова теория, която по негово време

беше подложен на яростна критика, Томсън се зае с проблемите, свързани с подводната телеграфия.

Първият трансатлантически кабел, свързващ Англия и Америка, работи около месец, но след това се повреди. Томсън изчисли новия кабел, извърши многобройни измервания на съпротивление и капацитет и излезе с нови предавателни устройства, от които трябва да се спомене астатичният отразяващ галванометър, заменен от „сифонен рекордер“ на собственото му изобретение. Най-накрая през 1866 г. новият трансатлантически кабел успешно влиза в експлоатация. Създаването на тази първа голяма електротехническа структура беше придружено от разработването на система от единици за електрически и магнитни измервания.

Основите на електромагнитната метрика са положени от Карл Фридрих Гаус (1777--1855) в известната му статия „Intensitas vis magneticae terrestris ad mensuram absolutam revocata“ („Величината на силата на земния магнетизъм в абсолютни мерки“), публикувана през 1832 г. Гаус отбеляза, че различните магнитни мерни единици не са сравними

самият той, поне в по-голямата си част, и следователно предложи система от абсолютни единици, базирана на трите основни единици на механиката: секунда (единица за време), милиметър (единица за дължина) и милиграм (единица за маса). Чрез тях той изразява всички други физически единици и изобретява редица измервателни уреди, по-специално магнитометър за измерване на земния магнетизъм в абсолютни единици. Работата на Гаус е продължена от Вебер, който създава много свои собствени инструменти и инструменти, замислени от Гаус. Постепенно, особено благодарение на работата на Максуел, извършена в специалната комисия по измервания, създадена от Британската асоциация, която издава годишни доклади от 1861 до 1867 г., възниква идеята за създаване на унифицирани системимерки, по-специално система от електромагнитни и електростатични мерки.

Идеята за създаване на такива абсолютни системи от единици е подробно описана в историческия доклад от 1873 г. на втората комисия на Британската асоциация. Свикан в Париж през 1881 г., Международният конгрес за първи път установи международни мерни единици, давайки на всяка от тях име в чест на някой велик физик. Повечето от тези имена все още остават: волт, ом, ампер, джаул и т.н. След това

много обрати, Международната система Джорджи или MKSQ е въведена през 1935 г., която приема метър, килограм маса, секунда и ом за свои основни единици.

Свързани със „системи“ от единици са „размерни формули“, използвани за първи път от Фурие в неговата аналитична теория за топлината (1822) и разпространени от Максуел, който установява нотацията, използвана в тях. Метрологията от миналия век, основана на желанието да се обяснят всички явления с помощта на механични модели, даде голяма стойностформули на измерения, в които тя искаше да види ни повече, ни по-малко като ключ към тайните на природата. В същото време бяха представени редица твърдения от почти догматичен характер. По този начин беше почти задължителна догма, че трябва да има три основни количества. Но до края на века те започнаха да разбират, че формулите за размерите са чисто конвенционални, в резултат на което интересът към теориите за размерите започна постепенно да намалява.

Заключение

Професорът по физика в Мюнхенския университет Е. Ломел говори добре за значението на изследванията на Ом при откриването на паметник на учения през 1895 г.:

„Откритието на Ом беше ярък факел, който освети онази област на електричеството, която преди беше забулена в мрак. Ом показа единствения правилен път през непрогледната гора от неразбираеми факти. Забележителни успехи в развитието на електротехниката, която гледахме с удивление последните десетилетия, може да се постигне само въз основа на откритието на Ом. Само онзи, който е в състояние да доминира и контролира силите на природата, който е в състояние да разгадае законите на природата, Ом изтръгна от природата тайната, която тя бе крила толкова дълго, и я предаде на своите съвременници.

Списък на използваните източници

Дорфман Я. Световна историяфизици. М., 1979 Ом Г. Определяне на закона, според който металите провеждат контактно електричество. – В кн.: Класика на физическата наука. М., 1989

Енциклопедия Сто души. Което промени света. Ом.

Прохоров А. М. Физически енциклопедичен речник,М., 1983

Орир Дж. Физика, том 2. М., 1981

Джанколи Д. Физика, том 2. М., 1989

http://www.portal-slovo.ru/

http://www.polarcom.ru/~vvtsv/s_doc9c.html)

Публикувано на Allbest.ru

Подобни документи

Историята на откриването на Исак Нютон на "Закона за всемирното привличане", събитията, предшестващи това откритие. Същността и границите на прилагане на закона. Формулиране на законите на Кеплер и приложението им към движението на планетите, техните естествени и изкуствени спътници.

презентация, добавена на 25.07.2010 г


Изучаване на движението на тялото под въздействието на постоянна сила. Уравнение на хармоничен осцилатор. Описание на трептенията на математическо махало. Движението на планетите около Слънцето. Решение диференциално уравнение. Приложение на закона на Кеплер, втория закон на Нютон.

резюме, добавено на 24.08.2015 г


Историята на откриването на закона за всемирното привличане. Йоханес Кеплер като един от откривателите на закона за движението на планетите около слънцето. Същността и характеристиките на експеримента Кавендиш. Анализ на теорията на силата взаимно привличане. Основни граници на приложимост на закона.

презентация, добавена на 29.03.2011 г


Изучаване на "Закона на Архимед", провеждане на опити за определяне на Архимедовата сила. Извеждане на формули за намиране на масата на изместения флуид и изчисляване на плътността. Приложение на "закона на Архимед" за течности и газове. Методическа разработка на урок по тази тема.

бележки към уроците, добавени на 27.09.2010 г


Биографична информация за Нютон - великият английски физик, математик и астроном, неговите трудове. Изследвания и открития на учен, експерименти в оптиката и теорията на цветовете. Първото извеждане на Нютон за скоростта на звука в газ, базирано на закона на Бойл-Мариот.

презентация, добавена на 26.08.2015 г


Проучване на причината за магнитната аномалия. Методи за определяне на хоризонталната компонента на напрегнатостта на магнитното поле на Земята. Приложение на закона на Био-Савар-Лаплас. Определяне на причината за завъртането на стрелката след подаване на напрежение към намотката на тангенс-галванометър.

тест, добавен на 25.06.2015 г


Описание на основните закони на Нютон. Характеристики на първия закон за тялото, поддържащо състояние на покой или равномерно движениес компенсирани действия на други органи върху него. Принципи на закона за ускорението на тялото. Характеристики на инерциалните отправни системи.

презентация, добавена на 16.12.2014 г


Законите на Кеплер за движението на планетите, техните кратко описание. Историята на откриването на Закона за всемирното привличане от И. Нютон. Опити за създаване на модел на Вселената. Движението на телата под въздействието на гравитацията. Гравитационни силипривличане. Изкуствени спътници на Земята.

резюме, добавено на 25.07.2010 г


Проверка на валидността на зависимостите при паралелно свързване на резистори и първия закон на Кирхоф. Характеристики на импеданса на приемника. Метод за изчисляване на напрежение и ток за различни връзки. Същността на закона на Ом за участък и за цялата верига.

лабораторна работа, добавена на 12.01.2010 г


Фундаментални взаимодействия в природата. Взаимодействие на електрически заряди. Свойства на електрическия заряд. Закон за запазване на електрическия заряд. Формулиране на закона на Кулон. Векторна форма и физически смисъл на закона на Кулон. Принцип на суперпозиция.

Казват: "Ако не знаете закона на Ом, останете си вкъщи." Така че нека да разберем (запомним) какъв закон е това и смело да тръгнем на разходка.

Основни понятия от закона на Ом

Как да разберем закона на Ом? Просто трябва да разберете какво е какво в неговата дефиниция. И трябва да започнете с определяне на тока, напрежението и съпротивлението.

Сила на тока I

Нека в някакъв проводник тече ток. Тоест има насочено движение на заредени частици - например това са електрони. Всеки електрон има елементарен електрически заряд (e= -1,60217662 × 10 -19 Кулон). В този случай специфичен електрически заряд, равен на сумата от всички заряди на протичащите електрони, ще премине през определена повърхност за определен период от време.

Съотношението заряд към време се нарича сила на тока. Колкото повече заряд преминава през един проводник за определено време, толкова по-голям е токът. Силата на тока се измерва в Ампер.

Напрежение U или потенциална разлика

Това е точно нещото, което кара електроните да се движат. Електрически потенциалхарактеризира способността на полето да извършва работа за прехвърляне на заряд от една точка в друга. И така, между две точки на проводник има потенциална разлика и електрическото поле извършва работа за прехвърляне на заряд.

Физическа величина, равна на работата на ефективното електрическо поле по време на преноса на електрически заряд, се нарича напрежение. Измерено в Волтах. един волте напрежението, което, когато заряд се движи 1 клизвършва работа равна на 1 Джаул.

Съпротивление R

Токът, както знаем, протича в проводник. Нека да е някаква жица. Движейки се по жицата под въздействието на поле, електроните се сблъскват с атоми на жицата, проводникът се нагрява и атомите в кристалната решетка започват да вибрират, създавайки още повече проблеми за движението на електроните. Това явление се нарича резистентност. Зависи от температурата, материала, напречното сечение на проводника и се измерва в Омаха.

Формулиране и обяснение на закона на Ом

Законът на немския учител Георг Ом е много прост. Той гласи:

Силата на тока в даден участък от веригата е право пропорционална на напрежението и обратно пропорционална на съпротивлението.

Георг Ом изведе този закон експериментално (емпирично) през 1826 година. Естествено, колкото по-голямо е съпротивлението на секцията на веригата, толкова по-малък ще бъде токът. Съответно, колкото по-високо е напрежението, толкова по-голям е токът.

Между другото! За нашите читатели вече има 10% отстъпка от

Тази формулировка на закона на Ом е най-простата и е подходяща за участък от верига. Като казваме „секция на веригата“, имаме предвид, че това е хомогенна секция, в която няма източници на ток с ЕМП. Казано по-просто, този участък съдържа някакво съпротивление, но върху него няма батерия, която да осигурява самия ток.

Ако разгледаме закона на Ом за пълна верига, неговата формулировка ще бъде малко по-различна.

Нека имаме верига, тя има източник на ток, който създава напрежение и някакъв вид съпротивление.

Законът ще бъде написан по следния начин:

Обяснението на закона на Ом за куха верига не се различава фундаментално от обяснението за част от веригата. Както можете да видите, съпротивлението се състои от самото съпротивление и вътрешното съпротивление на източника на ток, а вместо напрежение във формулата се появява електродвижещата сила на източника.

Между другото, прочетете какво е ЕМП в нашата отделна статия.

Как да разберем закона на Ом?

За да разберем интуитивно закона на Ом, нека се обърнем към аналогията с представянето на ток под формата на течност. Точно това мислеше Георг Ом, когато провеждаше експерименти, довели до откриването на закона, кръстен на него.

Нека си представим, че токът не е движението на частиците носители на заряд в проводник, а движението на водния поток в тръба. Първо, водата се издига от помпа до помпената станция, а оттам под въздействието на потенциална енергия се насочва надолу и тече през тръбата. Освен това, колкото по-високо помпата изпомпва вода, толкова по-бързо ще тече в тръбата.

От това следва, че скоростта на водния поток (силата на тока в жицата) ще бъде по-голяма, колкото по-голяма е потенциалната енергия на водата (потенциалната разлика)

Силата на тока е право пропорционална на напрежението.

Сега да се обърнем към съпротивата. Хидравличното съпротивление е съпротивлението на тръбата поради диаметъра и грапавостта на стената. Логично е да се предположи, че колкото по-голям е диаметърът, толкова по-ниско е съпротивлението на тръбата и толкова повече повечевода (по-висок ток) ще тече през напречното му сечение.

Силата на тока е обратно пропорционална на съпротивлението.

Такава аналогия може да се направи само за фундаментално разбиране на закона на Ом, тъй като първоначалната му форма всъщност е доста грубо приближение, което въпреки това намира отлично приложение на практика.

В действителност съпротивлението на веществото се дължи на вибрациите на атомите на кристалната решетка, а токът се дължи на движението на свободни носители на заряд. В металите свободните носители са електрони, избягали от атомните орбити.

В тази статия се опитахме да дадем просто обяснение на закона на Ом. Познаването на тези на пръв поглед прости неща може да ви послужи добре на изпита. Разбира се, ние дадохме най-простата формулировка на закона на Ом и сега няма да навлизаме в джунглата на висшата физика, занимавайки се с активно и реактивно съпротивление и други тънкости.

Ако имате такава нужда, нашите служители ще се радват да ви помогнат. И накрая ви каним да погледнете интересно видеоотносно закона на Ом. Това е наистина образователно!