През 1827 г. Георг Ом публикува своите изследвания, които формират основата на формулата, използвана и до днес. Ом извърши голяма серия от експерименти, които показаха връзката между приложеното напрежение и тока, протичащ през проводника.

Този закон е емпиричен, тоест се основава на опит. Обозначението "Ohm" е прието за официално устройство SI за електрическо съпротивление.

Закон на Ом за верижна секция   заявява, че електрическият ток в проводника е пряко пропорционален на разликата в потенциала в него и обратно пропорционален на неговото съпротивление. Имайки предвид, че съпротивлението на проводника (да не се бърка с) е постоянна стойност, можем да подредим това със следната формула:

• I - ток в ампери (A)
• V - напрежение във волта (V)
• R - съпротивление в оми (ома)

За по-голяма яснота, резистор със съпротивление 1 ом, през който протича ток 1 A, има потенциална разлика (напрежение) от 1 V.

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

• σ е проводимостта на материала
• J е плътността на тока
• E е електрическото поле.

Закон на Ом и резистор

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

Формулата на Ом остава валидна за вериги с променливо напрежение и ток. За кондензаторите и индукторите законът на Ом не е подходящ, тъй като тяхната I-V характеристика (характеристика на токово напрежение) всъщност не е линейна.

Формулата на Ом работи и за вериги с няколко резистора, които могат да бъдат свързани последователно, паралелно или да имат смесена връзка. Групите резистори, свързани последователно или паралелно, могат да бъдат опростени като еквивалентно съпротивление.

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

Германският физик Георг Саймън Ом публикува през 1827 г. своята пълна теория за електричеството под името „теория на галваничните вериги“. Той откри, че спадът на напрежението в секцията на веригата е резултат от тока, протичащ през съпротивлението на тази верижна секция. Това бе в основата на закона, който използваме днес. Законът е едно от основните уравнения за резисторите.

Закон на Ом - Формула

Законната формула на Ом може да се използва, когато са известни две от трите променливи. Връзката между съпротивление, ток и напрежение може да бъде написана по различни начини. За асимилация и запаметяване може да е полезен „триъгълникът на Ом“.

Следват два примера за използване на такъв триъгълен калкулатор.

Имаме резистор със съпротивление от 1 ома във веригата с спад на напрежението от 100 V до 10 V в неговите клеми.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 в този резистор?Използването на триъгълник ни показва, че:Така напрежението на изхода ще бъде 120-20 \u003d 100 V.

Закон на Ом - сила

Когато електрически ток тече през резистор, той разсейва определена част от мощността под формата на топлина.

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

• P - мощност във ватове (V)

В комбинация със закона на Ом за част от верига, формулата може да бъде преобразувана в следната форма:

Идеалният резистор разсейва цялата енергия и не съхранява електрическа или магнитна енергия. Всеки резистор има ограничение на мощността, което може да се разсее, без да се повреди резистора. Това е сила наречен пар.

Условията на околната среда могат да намалят или увеличат тази стойност. Например, ако околният въздух е горещ, способността за разсейване на излишната топлина в резистора се намалява, а чрез завой при ниска температура на околната среда разсейваната способност на резистора се увеличава.

На практика резисторите рядко имат обозначение за номинална мощност. Въпреки това, повечето резистори са оценени на 1/4 или 1/8 вата.

Следва диаграма с пай, която ви помага бързо да идентифицирате връзката между мощност, ток, напрежение и съпротивление. За всеки от четирите параметъра е показано как да се изчисли неговата стойност.

Закон на Ом - калкулатор

Този онлайн калкулатор на закона на Ом ви позволява да определите връзката между силата на тока, напрежението, съпротивлението на проводника и мощността. За да изчислите, въведете всеки два параметъра и щракнете върху бутона за изчисление.

Не може да се чуе електрически ток и опасно напрежение (с изключение на тананикане на високо напрежение и електрически инсталации). Частите под напрежение под напрежение не се различават по външен вид.

Невъзможно е да ги разпознаете както по мирис, така и по повишена температура в нормални режими на работа, те не се различават. Но ние включваме прахосмукачката в безшумен и тих контакт, натискаме превключвателя - и енергията сякаш се отнема от нищото, сама по себе си, материализирайки се под формата на шум и сгъстяване вътре в домакински уред.

Отново, ако включим два гвоздея в гнездата на контакта и се заемем с тях, тогава буквално с цялото си тяло ще усетим реалността и обективността на съществуването на електрически ток. Това, разбира се, е силно обезкуражено. Но примерите с прахосмукачка и нокти ясно ни показват, че изучаването и разбирането на основните закони на електротехниката допринася за безопасността при работа с домакинството на електричество, както и за премахването на суеверните предразсъдъци, свързани с електрически ток и напрежение.

Така че ще разгледаме един, най-ценният закон на електротехниката, който е полезно да знаем. И се опитайте да го направите в възможно най-популярната форма.

Закон на Ом

1. Диференциалната форма на закона на Ом

Най-важният закон на електротехниката е, разбира се, законът на Ом, Дори хора, несвързани с електротехниката, знаят за неговото съществуване. Междувременно, въпросът „Знаете ли закона на Ом?“ В техническите университети е капан за самонадеяни и арогантни ученици. Другарят, разбира се, отговаря, че Ом отлично познава закона и тогава те се обръщат към него с молба да приведе този закон в различна форма. И тогава се оказва, че ученик или първокурсник все още трябва да учи и учи.

Въпреки това, диференциалната форма на закона на Ом е почти неприложима на практика. Той отразява връзката между плътността на тока и силата на полето:

където G е проводимостта на веригата; E е силата на електрическия ток.

Всичко това е опит за изразяване на електрически ток, като се вземат предвид само физичните свойства на материала на проводника, без да се вземат предвид неговите геометрични параметри (дължина, диаметър и други подобни). Диференциалната форма на закона на Ом е чиста теория, знанията му в ежедневието абсолютно не се изискват.

2. Интегралната форма на закона на Ом за верижна секция

Друго нещо е интегралната форма на запис. Той също има няколко разновидности. Най-популярният от тях е   Закон на Ом за сечение на верига: I \u003d U / R

С други думи, токът в една верига винаги е по-висок, колкото по-високо е напрежението, приложено към тази секция, и по-ниското съпротивление на тази секция.

Този "вид" от закона на Ом е просто задължителен за всички, които поне понякога трябва да се справят с електричеството. За щастие зависимостта е доста проста. В края на краищата напрежението в мрежата може да се счита за непроменено. За изход е 220 волта. Следователно се оказва, че токът във веригата зависи само от съпротивлението на веригата, свързана към изхода. Оттук и простият морал: тази съпротива трябва да бъде наблюдавана.

Късо съединение, което всички чуват, се случва именно поради ниското съпротивление на външната верига. Да предположим, че поради неправилно свързване на проводници в разклонителната кутия, фазовите и неутралните проводници са директно свързани помежду си. Тогава съпротивлението на секцията на веригата рязко ще спадне до почти нула, а токът също рязко ще се увеличи до много голяма стойност. Ако окабеляването е правилно, прекъсвачът ще се изключи и ако го няма, или е повреден или неправилно избран, проводникът няма да се справи с увеличения ток, ще се нагрее, ще се стопи и евентуално ще причини пожар.

Но се случва устройствата, които са включени и се носят далеч повече от един час, предизвикват късо съединение. Типичен случай е вентилатор, чиито намотки на двигателя претърпяха прегряване поради задръстване на лопатките. Изолацията на намотките на двигателя не е предназначена за сериозно отопление, бързо става безполезна. В резултат на това се появяват къси съединения между завоите, които намаляват съпротивлението и в съответствие със закона на Ом също водят до увеличаване на тока.

Увеличеният ток, от своя страна, прави изолацията на намотките напълно неизползваема, а не междувратното, а възниква истинското, пълноценно късо съединение. Токът отива в допълнение към намотките, веднага от фазата към неутралния проводник. Вярно е, че всичко по-горе може да се случи само с много прост и евтин вентилатор, който не е оборудван с термична защита.

Закон на Ом за променлив ток

Трябва да се отбележи, че горният запис на закона на Ом описва секция от верига с постоянно напрежение. В мрежите с променливо напрежение има допълнително реактивно съпротивление и импедансът придобива квадратния корен на сумата от квадратите на активното и реактивното съпротивление.

Законът на Ом за секция на променлив ток има формата: I \u003d U / Z,

където Z е съпротивлението на веригата.

Но голяма реактивност е характерна, на първо място, за мощни електрически машини и оборудване за преобразуване на мощност. Вътрешното електрическо съпротивление на домакински уреди и тела е почти напълно активно. Следователно в ежедневието за изчисления можете да използвате най-простата форма на закона на Ом: I \u003d U / R.

3. Интегрална нотация за цялата верига

Тъй като има форма за запис на закона за част от верига, тогава закон на Ом за цялата верига: I \u003d E / (r + R).

Тук r е вътрешното съпротивление на източника на EMF мрежата, а R е общото съпротивление на самата верига.

Не е нужно да стигате далеч за физически модел, за да илюстрирате този подвид на закона на Ом - това е бордовата електрическа мрежа на превозното средство, в която акумулаторът е източник на EMF. Не може да се счита, че съпротивлението на батерията е абсолютно нула, следователно, дори при директно късо съединение между нейните клеми (липса на съпротивление R), токът няма да нарасне до безкрайност, а просто до висока стойност. Тази висока стойност обаче, разбира се, е достатъчна, за да накара жиците да се стопят и да запалят кожата на колата. Следователно електрическите вериги на автомобилите предпазват от късо съединение с предпазители.

Такава защита може да не е достатъчна, ако възникне късо съединение към кутията с предпазители спрямо батерията или ако един от предпазителите се замени с парче медна жица. Тогава има само едно спасение - необходимо е възможно най-скоро да се прекъсне изцяло веригата, изхвърляйки „масата“, тоест отрицателния терминал.

4. Интегралната форма на закона на Ом за секция от верига, съдържаща източник на emf

Трябва да се спомене, че има и друга разновидност на закона на Ом - за част от верига, съдържаща източник на emf:

Тук U е потенциалната разлика в началото и в края на разглежданата верижна секция. Знакът пред величината на ЕРС зависи от неговата посока спрямо напрежението. Често е необходимо да се използва законът на Ом за секция на верига, когато се определят параметрите на дадена верига, когато част от схемата не е достъпна за подробно проучване и не представлява интерес за нас. Да речем, че е скрита от неразделни части от случая. В останалата верига има източник на ЕМП и елементи с известна устойчивост. След това, измервайки напрежението на входа на неизвестна част от веригата, можете да изчислите тока и след това съпротивлението на неизвестния елемент.

данни

Така можем да видим, че „простият“ закон на Ом далеч не е толкова прост, колкото изглежда на някой. Познавайки всички форми на интегрално записване на законите на Ом, е възможно да се разберат и лесно запомнят много от изискванията на електрическата безопасност, както и да се спечели увереност в работата с електричеството.

Ако изолиран проводник е поставен в електрическо поле \\ (\\ overrightarrow (E) \\), тогава силата \\ (\\ overrightarrow (F) \u003d q \\ overrightarrow (E) \\) ще действа върху свободните заряди \\ (q \\) в проводника диригентът има краткотрайно движение на безплатни заряди. Този процес ще приключи, когато вътрешното електрическо поле на зарядите, възникващи на повърхността на проводника, напълно компенсира външното поле. Полученото електростатично поле вътре в проводника ще бъде нула.

В проводниците обаче при определени условия може да възникне непрекъснато подредено движение на свободни носители на електрически заряд.

Посоченото движение на заредените частици се нарича електрически ток.

Посоката на движение на положителните свободни заряди се приема като посока на електрическия ток. За съществуването на електрически ток в проводник е необходимо да се създаде електрическо поле в него.

Количествена мярка на електрическия ток е сила на тока \\ (I \\) е скаларно физическо количество, равно на съотношението на заряда \\ (\\ Delta q \\), прехвърлен през напречното сечение на проводника (фиг. 1.8.1) за времевия интервал \\ (\\ Delta t \\), към този времеви интервал:

$$ I \u003d \\ frac (\\ Delta q) (\\ Delta t) $$

Ако силата на тока и неговата посока не се променят с времето, тогава се извиква такъв ток dC .

В Международната система от единици SI токът се измерва в ампери (А). Единицата на измерване на тока 1 A се задава чрез магнитното взаимодействие на два успоредни проводника с ток.

Директен ток може да бъде създаден само в затворена верига в който носителите на безплатни зареждания циркулират по затворени пътеки. Електрическото поле в различни точки на такава верига е постоянно във времето. Следователно електрическото поле в постояннотоковата верига има характер на замръзнало електростатично поле. Но при движение на електрически заряд в електростатично поле по затворен път работата на електрическите сили е нула. Следователно за съществуването на постоянен ток е необходимо в електрическата верига да има устройство, което да създава и поддържа потенциални разлики в секциите на веригата поради работата на силите неелектростатичен произход, Такива устройства се наричат източници на постоянен ток , Извикват се сили с неелектростатичен произход, действащи върху носители на безплатни зареждания от източници на ток външни сили .

Естеството на външните сили може да бъде различно. В галваничните клетки или батерии, те възникват в резултат на електрохимични процеси, в генераторите на постоянен ток възникват външни сили, когато проводниците се движат в магнитно поле. Източникът на ток в електрическата верига играе същата роля като помпата, която е необходима за изпомпване на течност в затворена хидравлична система. Под въздействието на външни сили електрическите заряди се движат вътре в източника на ток срещу   сили на електростатично поле, поради което в затворен кръг може да се поддържа постоянен електрически ток.

При движение на електрически заряди по DC верига, външните сили, действащи вътре в източниците на ток, вършат работа.

Физическо количество, равно на съотношението на работата \\ (A_ (st) \\) на външни сили, когато зарядът \\ (q \\) се движи от отрицателния полюс на източника на ток към положителния към величината на този заряд, се нарича източник на електромоторна сила   (EMF):

$$ EMF \u003d \\ varepsilon \u003d \\ frac (A_ (st)) (q). $$

По този начин емф се определя от работата, извършена от външни сили при движение на един положителен заряд. Електромотивната сила, подобно на потенциалната разлика, се измерва в Волт (В).

Когато единичен положителен заряд се движи по затворена постоянна верига, работата на външните сили е равна на сумата на ЕРС, действаща в тази верига, а работата на електростатичното поле е нула.

DC веригата може да бъде разделена на отделни секции. Обаждат се онези участъци, върху които не действат външни сили (т.е. секции, които не съдържат източници на ток) униформа , Извикват се секциите, включително източници на ток разпокъсан .

Когато единица положителен заряд се движи по определена част от веригата, както електростатични (кулонови), така и външни сили извършват работа. Работата на електростатичните сили е равна на разликата в потенциала \\ (\\ Delta \\ phi_ (12) \u003d \\ phi_ (1) - \\ phi_ (2) \\) между началната (1) и крайната (2) точки на нееднородния участък. Работата на външните сили по дефиниция е равна на електромоторната сила \\ (\\ mathcal (E) \\), действаща на този сайт. Следователно, пълната работа е

$$ U_ (12) \u003d \\ phi_ (1) - \\ phi_ (2) + \\ mathcal (E) $$

стойност U   12 се нарича волтаж   по веригата 1-2. В случай на хомогенна секция напрежението е равно на потенциалната разлика:

$$ U_ (12) \u003d \\ phi_ (1) - \\ phi_ (2) $$

Германският физик Г. Ом през 1826 г. експериментално установи, че силата на тока \\ (I \\), протичаща през хомогенен метален проводник (т.е. проводник, в който не действат външни сили), е пропорционална на напрежението \\ (U \\) в краищата на проводника :

$$ I \u003d \\ frac (1) (R) U; \\: U \u003d IR $$

където \\ (R \\) \u003d const.

стойност R   често наричан електрическо съпротивление , Извиква се проводник с електрическо съпротивление резистор , Това съотношение изразява законът на Ом за хомогенна верижна секция:   токът в проводника е пряко пропорционален на приложеното напрежение и обратно пропорционален на съпротивлението на проводника.

В SI единицата на електрическо съпротивление на проводниците е ом   (Ома). Съпротивление от 1 Ohm се притежава от такава част от веригата, в която при напрежение 1 V ток от 1 A.

Повикват се проводници, спазващи закона на Ом линеен , Графична зависимост на тока \\ (I \\) от напрежението \\ (U \\) (такива графики се наричат волт-амперни характеристики , съкратено CVC) е представена от права линия, минаваща през източника. Трябва да се отбележи, че има много материали и устройства, които не съответстват на закона на Ом, например полупроводников диод или разрядна лампа. Дори за металните проводници с токове с достатъчно висока якост се наблюдава отклонение от линейния закон на Ом, тъй като електрическото съпротивление на металните проводници се увеличава с увеличаване на температурата.

За част от схема, съдържаща EMF, законът на Ом е написан в следната форма:

$$ IR \u003d U_ (12) \u003d \\ phi_ (1) - \\ phi_ (2) + \\ mathcal (E) \u003d \\ Delta \\ phi_ (12) + \\ mathcal (E) $$
   $$ \\ color (син) (I \u003d \\ frac (U) (R)) $$

Обикновено се нарича това съотношение обобщения закон на Ом   или закон на Ом за нехомогенно сечение на веригата.

На фиг. 1.8.2 показва постоянен ток със затворен кръг. Сечение на веригата ( cD) е хомогенна.

Закон на Ом

$$ IR \u003d \\ Delta \\ phi_ (cd) $$

Парцел ( аб) съдържа източник на ток с EMF, равен на \\ (\\ mathcal (E) \\).

Съгласно закона на Ом за разнороден сайт,

$$ Ir \u003d \\ Delta \\ phi_ (ab) + \\ mathcal (E) $$

Като добавим и двете равенства, получаваме:

$$ I (R + r) \u003d \\ Delta \\ phi_ (cd) + \\ Delta \\ phi_ (ab) + \\ mathcal (E) $$

Но \\ (\\ Delta \\ phi_ (cd) \u003d \\ Delta \\ phi_ (ba) \u003d - \\ Delta \\ phi_ (ab) \\).

$$ \\ color (син) (I \u003d \\ frac (\\ mathcal (E)) (R + r)) $$

Тази формула изразява закон на Ом за цялата верига : силата на тока в цялата верига е равна на електромоторната сила на източника, разделена на сумата от съпротивленията на хомогенните и хетерогенните секции на веригата (вътрешно съпротивление на източника).

съпротивление r   разнороден сюжет на фиг. 1.8.2 може да се счита за вътрешно съпротивление на източник на ток , В този случай сюжетът ( аб) на фиг. 1.8.2 е вътрешната част на източника. Ако точките а   и б   затворете с проводник, съпротивлението на което е малко в сравнение с вътрешното съпротивление на източника (\\ (R \\ \\ ll r \\)), тогава той ще тече във веригата ток на късо съединение

$$ I_ (кратко) \u003d \\ frac (\\ mathcal (E)) (r) $$

Силата на тока на късо съединение е максималната сила на тока, която може да бъде получена от даден източник с електромоторна сила \\ (\\ mathcal (E) \\) и вътрешно съпротивление \\ (r \\). За източници с ниско вътрешно съпротивление токът на късо съединение може да бъде много висок и да причини разрушаване на електрическата верига или източник. Например, в оловни батерии, използвани в автомобилите, токът на късо съединение може да бъде няколкостотин ампера. Особено опасни са късите съединения в осветителните мрежи, доставяни от подстанции (хиляди ампери). За да се избегне разрушителното въздействие на такива високи токове, във веригата са включени предпазители или специални прекъсвачи.

В някои случаи, за да се предотвратят опасни стойности на ток на късо съединение, някои външни съпротивления се свързват последователно с източника. Тогава съпротива r   равна на сумата от вътрешното съпротивление на източника и външното съпротивление, а в случай на късо съединение силата на тока няма да бъде прекалено голяма.

Ако външната верига е отворена, тогава \\ (\\ Delta \\ phi_ (ba) \u003d - \\ Delta \\ phi_ (ab) \u003d \\ mathcal (E) \\), т.е. разликата в потенциала на полюсите на отворена батерия е равна на нейната ЕРС.

Ако съпротивлението на външния товар R   включен и токът тече през батерията аз, потенциалната разлика на полюсите му става равна

$$ \\ Delta \\ phi_ (ba) \u003d \\ mathcal (E) - Ir $$

На фиг. 1.8.3 е схематично представяне на източник на постоянен ток с емф, равно на \\ (\\ mathcal (E) \\) и вътрешно съпротивление r   в три режима: "празен ход", работа на натоварване и режим на късо съединение (късо съединение). Посочени са силата \\ (\\ overrightarrow (E) \\) на електрическото поле вътре в акумулатора и силите, действащи върху положителни заряди: \\ (\\ overrightarrow (F) _ (e) \\) е електрическата сила и \\ (\\ overrightarrow (F) _ (st ) \\) - сила на трети страни. В режим на късо съединение електрическото поле вътре в батерията изчезва.

За измерване на напрежения и токове в постояннотокови електрически вериги се използват специални инструменти - волтметри   и силата на тока.

волтметър   проектиран за измерване на потенциалната разлика, прилагана към неговите клеми. Той се свързва успоредно частта от веригата, върху която се измерва потенциалната разлика. Всеки волтметър има някакво вътрешно съпротивление \\ (R_ (V) \\). За да не може волтметърът да въведе забележимо преразпределение на токове, когато е свързан към измерената верига, вътрешното му съпротивление трябва да е голямо в сравнение със съпротивлението на онази част от веригата, към която е свързана. За схемата, показана на фиг. 1.8.4, това условие се записва като:

$$ R_ (B) \\ gg R_ (1) $$

Това условие означава, че токът \\ (I_ (V) \u003d \\ Delta \\ phi_ (cd) / R_ (V) \\), протичащ през волтметъра, е много по-малък от тока \\ (I \u003d \\ Delta \\ phi_ (cd) / R_ (1 ) \\), която протича по тестваната секция на веригата.

Тъй като няма външни сили, действащи във волтметъра, разликата на потенциала в неговите клеми съвпада по дефиниция с напрежението. Следователно можем да кажем, че волтметър измерва напрежението.

амперметър   Проектиран за измерване на силата на тока във верига. Амперметърът е свързан последователно към отворената верига, така че целият измерен ток преминава през него. Амперметърът също има известно вътрешно съпротивление \\ (R_ (A) \\). За разлика от волтметър, вътрешното съпротивление на амперметъра трябва да бъде доста малко в сравнение с общото съпротивление на цялата верига. За веригата на фиг. 1.8.4 съпротивлението на амперметъра трябва да отговаря на условието

$$ R_ (A) \\ ll (r + R_ (1) + R (2)) $$

така че когато амперметърът е включен, токът във веригата не се променя.

Измервателните уреди - волтметри и амперметри - са от два вида: указател (аналогов) и цифров. Цифровите електромери са сложни електронни устройства. Обикновено цифровите инструменти осигуряват по-висока точност на измерване.

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

Студентите, аспирантите, младите учени, които използват базата от знания в своите изследвания и работа, ще ви бъдат много благодарни.

Публикувано на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО НА РЕПУБЛИКА БЕЛАРУС

Катедра по природни науки

абстрактен

Закон на Ом

Изработено от:

Иванов М.А.

въведение

1. Общо мнение за закона на Ом

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

3. Видове закони на Ом

4. Първите изследвания на съпротивлението на проводниците

5. Електрически измервания

заключение

Литература, други източници на информация

въведение

Явленията, свързани с електричеството, бяха наблюдавани в древен Китай, Индия и Древна Гърция няколко века преди началото на нашата ера. Около 600 г. пр. Н. Е., Според запазените легенди, древногръцкият философ Талес от Милет познавал свойството на кехлибар, търкан върху вълна, за да привлича леки предмети. Между другото, древните гърци наричали думата „електрон“ кехлибар. Думата „електричество” също идва от него. Но гърците наблюдавали само феномените на електричеството, но не можели да обяснят.

19 век беше пълен с открития, свързани с електричеството. Едно откритие породи цяла верига открития за няколко десетилетия. Електричеството от обекта на изследване започна да се превръща в стока. Той започна широкото си въвеждане в различни области на производството. Измислени и създадени са електродвигатели, генератори, телефон, телеграф, радио. Започва въвеждането на електричество в медицината.

Напрежение, ток и съпротивление са физични величини, които характеризират явленията, възникващи в електрическите вериги. Тези стойности са свързани помежду си. Тази връзка за първи път е проучена от немския физик 0m. Законът на Ом е открит през 1826г.

1. Общо мнение за закона на Ом

Законът на Ом е:   Силата на тока в секцията на веригата е пряко пропорционална на напрежението в тази секция (за дадено съпротивление) и обратно пропорционална на съпротивлението на секцията (за дадено напрежение): I \u003d U / R, от формулата следва, че U \u003d IChR и R \u003d U / I. Тъй като Тъй като съпротивлението на този проводник не зависи от напрежението или силата на тока, последната формула трябва да се чете по следния начин: съпротивлението на този проводник е равно на съотношението на напрежението в неговите краища към силата на тока, протичащ през него. В електрическите вериги най-често проводниците (потребители на електрическа енергия) са свързани последователно (например крушки в коледни светлини) и паралелно (например домашни електрически уреди).

Когато са свързани последователно, токът и в двата проводника (крушки) е един и същ: I \u003d I1 \u003d I2, напрежението в краищата на разглежданата секция на веригата е сумата от напрежението в първата и втората крушки: U \u003d U1 + U2. Общото съпротивление на площадката е равно на сумата от съпротивленията на крушките R \u003d R1 + R2.

Когато резисторите са свързани паралелно, напрежението в секцията на веригата и в краищата на резисторите е същото: U \u003d U1 \u003d U2. силата на тока в неразклонената част на веригата е равна на сумата от токовете в отделните резистори: I \u003d I1 + I2. Общото съпротивление на секцията е по-малко от съпротивлението на всеки резистор.

Ако съпротивленията на резисторите са еднакви (R1 \u003d R2), тогава общото съпротивление на секцията Ако три или повече резистора са свързани паралелно на веригата, тогава общото съпротивление може да бъде -

намерени по формулата: 1 / R \u003d 1 / R1 + 1 / R2 + ... + 1 / RN. Успоредно с това са свързани мрежови потребители, които са оценени за напрежение, равно на мрежовото напрежение.

И така, Законът на Ом установява връзката между сегашната сила аз   в проводника и потенциалната разлика (напрежение) U   между две неподвижни точки (секции) на този проводник:

Коефициент на пропорционалност R, в зависимост от геометричните и електрическите свойства на проводника и от температурата, се нарича омично съпротивление или просто съпротивлението на дадена секция на проводника.

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

Георг Саймън Ом е роден на 16 март 1787 г. в Ерланген, в семейството на наследствен ключар. След дипломирането си Георг постъпва в градската гимназия. Гимназията в Ерланген беше под ръководството на университета. Занятията в гимназията се преподаваха от четирима преподаватели. Георг, след като завършва гимназия, през пролетта на 1805 г. започва да изучава математика, физика и философия във Философския факултет на университета в Ерланген.

След като учи три семестъра, той прие поканата да заеме мястото на учител по математика в частно училище в швейцарския град Готщад.

През 1811 г. се завръща в Ерланген, завършва университета и получава докторска степен. Веднага след завършването му е предложена длъжността частен доцент на 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 първата си печатна творба по методика на преподаване „Най-оптималният начин за преподаване на геометрия в подготвителните часове“. Ом се включи в изследвания за електричество. Ом постави основата на кулонов торсионен баланс в основата на неговия електромер. Ом официализира резултатите от своите изследвания под формата на статия, озаглавена „Предварителен доклад за закона, чрез който металите провеждат контактна електрическа енергия“. Статията е публикувана през 1825 г. в списанието за физика и химия, публикувано от Швайгер. Изразът, намерен и публикуван от Ом, обаче се оказа неправилен, което беше една от причините за продължителното му непризнаване. Като взе всички мерки, предварително елиминирайки всички предполагаеми източници на грешки, Ом пристъпи към нови измервания.

Известната му статия „Дефиницията на закона, чрез която металите провеждат контактно електричество, заедно с проект на теорията на волтаичния апарат и аниматора на Швайгер“ се появява през 1826 г. в списанието за физика и химия.

През май 1827 г. „Теоретични изследвания на електрически вериги“ с обем 245 страници, които сега съдържат теоретичните съображения на Ом върху електрическите вериги. В тази работа ученият предложи да се характеризират електрическите свойства на проводник чрез неговото съпротивление и да въведе този термин в научна употреба. Ом намери по-проста формула за закона на секция на електрическа верига, която не съдържа ЕМП: „Величината на тока в галванична верига е пряко пропорционална на сумата от всички напрежения и обратно пропорционална на сумата от намалените дължини. Общата намалена дължина се определя като сумата от всички отделни намалени дължини за хомогенни секции, имащи различна проводимост и различно сечение. "

През 1829 г. в статията му се появява „Експериментално проучване на работата на електромагнитния множител“, в която са положени основите на теорията на електрическите измервателни уреди. Тук Ом предложи единица за съпротива, за която избра съпротивлението на медна жица с дължина 1 фут и напречно сечение от 1 квадратна линия.

През 1830 г. се появява ново проучване на Ом, "Опит за създаване на приблизителна теория за еднополярна проводимост". Едва през 1841 г. работата на Ом е преведена на английски, 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 неговото откритие, на Ому е предложена длъжността 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 акустичен закон на Ом.

Преди всички чуждестранни учени законът на Ом беше признат от руските физици Ленц и Якоби. Те помогнаха 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 пълноправен член на Баварската академия на науките. През 1849 г. ученият е поканен в Мюнхенския университет като изключителен професор. През същата година е назначен за пазач на държавното събрание на физическите и математическите устройства с едновременни лекции по физика и математика. През 1852 г. Ом получава длъжността редовен професор. Ом умира на 6 юли 1854г. През 1881 г. на Електротехническия конгрес в Париж учените единодушно одобряват името на единицата за съпротивление - 1 Ohm.

3. Видове закони на Ом

Има няколко вида закон на Ом.

Закон на Ом за хомогенно сечение на веригата   (не съдържащ източник на ток): токът в проводника е пряко пропорционален на приложеното напрежение и обратно пропорционален на съпротивлението на проводника:

Закон на Ом за цялата верига - токът във веригата е пропорционален на ЕМП, действащ във веригата и обратно пропорционален на сумата от съпротивленията на веригата и вътрешното съпротивление на източника.

където I е силата на тока

E - електромоторна сила

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

част от веригата, която е извън източника на EMF)

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

единици:

EMF - волта

Ток - ампери

Съпротивления (R и r) - Оми

Прилагайки основния закон на електрическата верига (законът на Ом), може да се обяснят много природни явления, които на пръв поглед изглеждат загадъчни и парадоксални. Например, всички знаем, че всеки контакт на човек с живи електрически проводници е смъртоносен. Само едно докосване на прекъснатия проводник на линия с високо напрежение може да убие човек или животно с електрически ток. Но в същото време непрекъснато наблюдаваме как птиците спокойно седят на силови проводници с високо напрежение и нищо не застрашава живота на тези живи същества. Тогава как да намерите обяснение за такъв парадокс?

Но това явление се обяснява доста просто, ако си представите, че птица на електрически проводник е един от секциите на електрическата мрежа, съпротивлението на втория е много по-високо от съпротивлението на друг участък от същата верига (тоест малка пропаст между краката на птицата). Следователно електрическият ток, действащ върху първата секция на веригата, тоест върху тялото на птицата, ще бъде напълно безопасен за нея. Пълна безопасност обаче й е гарантирана само при контакт с мястото на проводника с високо напрежение. Но ако само птица, седнала на електропровод, докосне тел или клюн с крило или клюн или някакъв предмет, разположен близо до жица (например телеграфно стълбче), тогава птицата неизбежно ще умре. В края на краищата стълбът е пряко свързан със земята, а потокът от електрически заряди, преминавайки към тялото на птицата, е в състояние незабавно да я убие, бързо се придвижва към земята. За съжаление поради тази причина много птици умират в градовете.

За да предпазят птиците от вредното въздействие на електричеството, чуждестранните учени са разработили специални устройства - кацалки за птици, изолирани от електрически ток. Такива устройства бяха поставени на електропроводи с високо напрежение. Птиците, кацнали на изолиран костур, могат, без риск за живота, да докоснат жиците, прътите или скобите си с клюна, крилата или опашката си. Повърхността на горната част, така нареченият рогови слой на човешката кожа, има най-голяма устойчивост. Устойчивостта на сухата и непокътната кожа може да достигне 40 000 - 100 000 ома. Роговият слой е много незначителен, само 0,05 - 0,2 мм. и лесно се пробива с напрежение 250 V. В този случай съпротивлението намалява сто пъти и спада по-рано, колкото по-дълго токът действа върху човешкото тяло. Драматично до 800 - 1000 ома намаляват съпротивлението на човешкото тяло, прекомерното изпотяване на кожата, преумората, нервната възбуда, интоксикацията. Това обяснява, че понякога дори малко напрежение може да причини токов удар. Ако например съпротивлението на човешкото тяло е 700 ома, тогава напрежението от само 35 V. ще бъде опасно. Ето защо, например, електротехниците дори използват 36 волтова изолационна защитна екипировка - гумени ръкавици или инструмент 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 може да се разглежда като очевидна истина; наистина за много материали не е удовлетворено.

Какви са тогава тези трудности? Не е ли възможно да се провери какво дава промяна в броя на елементите на волтовата колона, определяйки тока за различен брой елементи?

Факт е, че когато приемаме различен брой елементи, променяме цялата верига, защото допълнителните елементи имат допълнителна устойчивост. Ето защо трябва да намерите начин да промените напрежението, без да променяте самата батерия. В допълнение, ток с различен размер нагрява жицата, докато температурата достигне температура и този ефект може да повлияе и на силата на тока. Ом (1787-1854) преодоля тези трудности, като се възползва от феномена термоелектричност, открит от Зеебек (1770-1831) през 1822г.

По този начин Ом показа, че токът е пропорционален на напрежението и обратно пропорционален на импеданса на веригата. Това беше прост резултат за сложен експеримент. Така поне сега трябва да ни се струва.

Съвременниците на Ом, особено неговите сънародници, мислеха по различен начин: може би именно простотата на закона на Ом събуди подозренията им. Ом се сблъска с трудности в кариерата, изпитваше нужда; Ом беше особено потиснат от факта, че неговите творби не бяха разпознати. За честта на Великобритания, и по-специално на Кралското общество, трябва да се каже, че работата на Ом получи заслужено признание там. Ом е един от онези велики хора, чиито имена често се изписват с малка буква: името „ом“ е било присвоено на единицата за съпротива.

4. Първите изследвания на съпротивлението на проводниците

Какво е проводник? Това е чисто пасивен компонент на електрическата верига, отговориха първите изследователи. Да се \u200b\u200bвключиш в неговото изследване означава просто да прекараш мозъка си над ненужни загадки, защото само текущият източник е активен елемент.

Този възглед за нещата ни обяснява защо учените, поне до 1840 г., не проявяват малък интерес към малкото произведения, които са извършени в тази посока.

И така, на втория конгрес на италианските учени, проведен в Торино през 1840 г. (първият се срещна в Пиза през 1839 г. и дори придоби някакво политическо значение), като говори в дебата за доклада, представен от Марианини, Де ла Рив твърди, че проводимостта на повечето течности не е абсолютна, "а по-скоро относителна и се променя с промяна в силата на тока." Но законът на Ом е публикуван преди 15 години!

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

Той стигна до откритието си случайно, изучавайки напрежението на батериите. Той отбеляза, че с увеличаване на броя на елементите на волтовата колона електромагнитният ефект върху стрелката не се увеличава забележимо. Това накара Марианини веднага да помисли, че всеки волтов елемент е пречка за преминаването на ток. Той направи експерименти с двойки „активен” и „неактивен” (тоест състоящ се от две медни плочи, разделени с мокро уплътнение) и експериментално намери връзка, при която съвременният читател ще разпознае специален случай на закона на Ом, когато съпротивлението на външната верига не е прието внимание, както беше в опита на Марианини.

Георг Саймън Ом (1789-1854) признава заслугите на Марианини, въпреки че неговите произведения не предоставят на Ом пряко съдействие в работата. Ом е вдъхновен от своите изследвания от труда (Аналитична теория на топлината, Париж, 1822 г.) от Жан Батист Фурие (1768-1830 г.), едно от най-значимите научни трудове на всички времена, много бързо придоби слава и признание сред математиците и физиците от онова време. Ому излезе с идеята, че механизмът на "топлинния поток", за който говори Фурие, може да се оприличи на електрически ток в проводник. И точно както в теорията на Фурие топлинният поток между две тела или между две точки на едно и също тяло се обяснява с температурната разлика, точно както Ом обяснява разликата в „електроскопичните сили“ в двете точки на проводника, появата на електрически ток между тях.

Придържайки се към тази аналогия, Ом започва експерименталните си изследвания, като определя относителните проводимости на различни проводници. Прилагайки метод, който вече се е превърнал в класически, той свързва тънки проводници от различни материали със същия диаметър последователно между две точки на веригата и променя дължината им, така че да се получи определен ток. Първите резултати, които той успя да постигне днес, изглеждат доста скромни. ом закон електрически галванометър

Историците са изумени, например, от факта, че според измерванията на Ом среброто има по-ниска проводимост от медта и златото и снизходително приемат обяснението, дадено по-късно от самия Ом, според което експериментът се провежда със сребърна жица, покрита със слой масло, и това подвежда точната стойност диаметър.

По онова време имаше много източници на грешки по време на експериментите (недостатъчна чистота на метала, затруднено калибриране на жицата, затруднения в точните измервания и т.н.). Най-важният източник на грешки беше поляризацията на батериите. Постоянните (химически) елементи все още не бяха известни, така че през времето, необходимо за измерване, електромоторната сила на елемента значително се промени. Именно тези причини са причинили грешките, които доведоха Ом до заключението на своите експерименти по логаритмичния закон на зависимостта на силата на тока от съпротивлението на проводник, свързан между две точки на веригата. След публикуването на първата статия, Ома Погендорф го посъветва да изостави химическите елементи и да използва термодвойка с меден бисмут, въведена от Seebeck малко преди това.

Ом се вслуша в този съвет и повтори експериментите си, сглобявайки блок с термоелектрическа батерия, във външната верига на която се свързват последователно осем медни проводници със същия диаметър, но с различна дължина. Той измерва тока с вид торсионен баланс, образуван от магнитна стрелка, окачена на метална нишка. Когато токът, успореден на стрелката, го отклони, Ом усука нишката, върху която беше окачена, докато стрелката не беше в нормалното си положение;

токът се считаше за пропорционален на ъгъла, под който е усукана нишката. Ом заключи, че резултатите от експериментите, проведени с осем различни проводника, „могат да бъдат изразени много добре от уравнението

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

Условията на експеримента се промениха: съпротивленията и термоелектрическите двойки бяха заменени, но резултатите все пак бяха сведени до горната формула, която много лесно преминава към тази, която знаем дали X е заменена с ток, a от електромоторна сила и b + x от общото съпротивление на веригата.

След като получи тази формула, Ом я използва за проучване на действието на умножителя на Швайгер върху отклонението на стрелката и за изследване на тока, който протича във външната верига на батерията на клетките, в зависимост от това как са свързани - последователно или паралелно. По този начин той обяснява (както сега се прави в учебниците) какво определя тока на външната батерия, въпрос, който беше доста тъмен за първите изследователи. Ом се надяваше, че експерименталната му работа ще му отвори пътя към университета, който той така желаеше. Статиите обаче останаха незабелязани. След това той напусна мястото на учител в гимназия в Кьолн и отиде в Берлин, за да разбере теоретично резултатите. През 1827 г. в Берлин той публикува основната си творба Die galvanische Kette, mathe-matisch bearbeitet (галваничната схема се развива математически).

Тази теория, в разработването на която той е вдъхновен, както вече посочихме, от аналитичната теория на Фурие за топлина, въвежда понятията и точните дефиниции на електромоторната сила, или „електроскопичната сила“, както се нарича Ом, проводимост (Starke der Leitung) и сила на тока. Изразявайки закона, който той изведе в диференциална форма, дадена от съвременните автори, Ом го записва в ограничени количества за конкретни случаи на специфични електрически вериги, от които термоелектрическата верига е особено важна. Въз основа на това той формулира добре познатите закони за изменение на електрическото напрежение по веригата.

Но теоретичните проучвания на Ом също останаха незабелязани и ако някой писа за тях, това беше само за осмиване на „болезнена фантазия, чиято единствена цел е желанието да се омаловажава достойнството на природата“. И едва около десет години по-късно неговите блестящи творби постепенно започват да се радват на дължимото признание: в

Германия е възхвалявана от Погендорф и Фехнер, в Русия - от Ленц, в Англия - от Уитстоун, в Америка - от Хенри, в Италия - от Матеучи.

Наред с експериментите на Ом във Франция А. Бекерел провежда експериментите си, а в Англия - Барлоу. Експериментите на първия са особено забележителни с въвеждането на диференциален галванометър с двойно навиване на рамката и използването на метода на "нула" за измерване. Експериментите на Барлоу си заслужават да бъдат споменати, защото те експериментално потвърдиха постоянството на силата на тока по цялата верига. Този извод е тестван и разпределен към вътрешния ток на акумулатора от Фехнер през 1831 г., обобщен през 1851 г. от Рудолф Колеруш

(180E - 1858) върху течни проводници, а след това отново потвърден от щателните експерименти на Густав Нуман (1826-1899).

5. Електрически измервания

Бекерел използва диференциален галванометър за сравнение на електрическите съпротивления. Въз основа на своите изследвания той формулира добре познатия закон за зависимостта на съпротивлението на проводник от неговата дължина и напречно сечение. Тези творби са продължени от Пойлет и са описани от него в следващите издания на известния му „Elements de

физика експериментална ”(“ Основи на експерименталната физика ”), първото издание на което се появява през 1827 г. Устойчивостта се определя по метода на сравняване.

Още през 1825 г. Марианини показа, че в разклоняващи се вериги електрически ток се разпределя по всички проводници, независимо от какъв материал са направени, противно на твърдението на Волта, който вярваше, че ако единият клон на веригата се образува от метален проводник, а останалите - от течност, тогава целият ток трябва да премине през металния проводник. Араго и Пуале популяризираха наблюденията на Марианини във Франция. Все още не познавайки закона на Ом, Пурие през 1837 г. използва тези наблюдения и законите на Бекерел, за да покаже, че проводимостта на верига, еквивалентна на две

разклонени вериги, равни на сумата от проводимостта на двете вериги. С тази работа Пуери инициира изследването на разклонени вериги. Pouye определи няколко условия за тях,

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

Най-големият тласък за извършване на електрически измервания, и по-специално измервания на съпротивление, беше даден от нарасналите нужди на технологиите и на първо място проблемите, възникнали с появата на електрическия телеграф. За първи път идеята за използване на електричество за предаване на сигнали на разстояние се заражда през XVIII век. Волта описва проекта за телеграф, а Ампер още през 1820 г. предлага използването на електромагнитни явления за предаване на сигнали. Идеята за Ампер е взета от много учени и техници: през 1833 г. Гаус и Вебер изграждат обикновена телеграфна линия в Гьотинген, свързваща астрономическата обсерватория и физическата лаборатория. Но телеграфът получи практическа употреба благодарение на американеца Самюъл Морс (1791-1872), който през 1832 г. има добрата идея да създаде телеграфна азбука, състояща се от само два знака. След многобройни опити на Морс, през 1835 г. той най-накрая успява да изгради по личен начин първия суров модел телеграф в Нюйоркския университет. През 1839 г. експериментален

линията между Вашингтон и Балтимор и през 1844 г. възниква първата американска компания, комерсиализирала новото изобретение, организирана от Морс. Това беше и първото практическо приложение на резултатите от научните изследвания в областта на електроенергията.

В Англия изучаването и усъвършенстването на телеграфа се зае с Чарлз Уитстоун (1802-1875), бивш майстор в производството на музикални инструменти. Разбиране на важността

измервания на съпротивлението, Wheatstone започна да търси най-простите и точни методи за такива измервания. Методът за сравнение, който се използваше по това време, както видяхме, даде ненадеждни резултати, главно поради липсата на стабилни източници на енергия. Още през 1840 г. Уитстоун намери метод за измерване на съпротивление, независимо от постоянството на електромоторната сила и показа своето устройство на Якоби. Въпреки това, статия, в която е описано това устройство и която може да се нарече първа работа в областта на електротехниката, се появява едва през 1843 г. Тази статия описва известния "мост", наречен тогава на Wheatstone. Всъщност е описано такова устройство -

още през 1833 г. от Гюнтер Кристи и независимо от него през 1840 г. Марианини; и двамата предложиха метод за свеждане до нула, но теоретичните им обяснения, в които законът на Ом не беше отчетен, оставиха много да се желае.

Уитстоун беше почитател на Ом и много добре познаваше закона му, така че теорията, която той даде за „Пътният мост“, не се различаваше от тази, дадена сега в учебниците. В допълнение, Уитстън, за да бързо и удобно да промени съпротивлението на едната страна на моста, за да се получи нулева сила на тока в галванометъра, включен в диагоналното рамо на моста, конструира три вида реостати (самият той предложи тази дума от

аналогии с „реофора“, въведени от Ампер, в имитация на които Пекле също е въвел термина „реометър“). Първият тип реостат с подвижна скоба, използван сега, е създаден от Wheatstone по аналогия с подобно устройство, използвано от Jacobi през 1841 г. Вторият тип реостат е под формата на дървен цилиндър, около който е навита част от жицата, свързана към веригата, която лесно се пренавива от дървен цилиндър на бронза. Третият тип реостат е като „магазина за съпротива“, който Ернст

Вернер Сименс (1816-1892), учен и индустриалист, през 1860 г. подобрен и широко разпространен. Мостът на Уитстоун дава възможност да се измерват електромоторните сили и съпротивления.

Създаването на подводен телеграф, може би дори повече от въздушен телеграф, изискваше разработването на електрически методи за измерване. Експериментите с подводния телеграф започват още през 1837 г. и един от първите проблеми, които трябва да бъдат решени, е определянето на текущата скорост на разпространение. Още през 1834 г. Wheatstone използва въртящи се огледала, както вече споменахме в гл. 8, направи първите измервания на тази скорост, но получените от него резултати противоречиха на резултатите на Латимер Кларк, а последният от своя страна не съответстваше на по-късните изследвания на други учени.

През 1855 г. Уилям Томсън (който по-късно получи титлата лорд Келвин) обясни причината за всички тези различия. Според Томсън скоростта на тока в проводника няма определена стойност. Точно както скоростта на разпространение на топлината в прът зависи от материала, скоростта на тока в проводник зависи от произведението на неговото съпротивление и електрическия капацитет. Следвайки тази негова теория, която в неговите времена

подложен на жестока критика, Томсън се обърна към проблемите, свързани с подводния телеграф.

Първият трансатлантически кабел, свързващ Англия и Америка, функционираше около месец, но след това се влоши. Thomson изчисли нов кабел, направи многобройни измервания на съпротивление и капацитет, излезе с нови предавателни устройства, от които трябва да се спомене астатичният отражателен галванометър, заменен с „сифон-записващо устройство“ на собственото му изобретение. Накрая, през 1866 г., новият трансатлантически кабел успешно влиза в сила. Създаването на това първо голямо електрическо съоръжение беше придружено от разработването на система от единици електрически и магнитни измервания.

Основата на електромагнитната метрика е положена от Карл Фридрих Гаус (1777-1855) в неговата известна статия „Intensitas vis magneticae terrestris ad mensuram absolutam revocata“ („Величината на силата на земния магнетизъм в абсолютни мерки“), публикувана през 1832 г. Гаус отбелязва, че различни магнитните единици не са съвместими между

самият той, поне в по-голямата си част, и затова предложи система от абсолютни единици, базирани на три основни единици механика: втора (единица време), милиметър (единица дължина) и милиграм (единица маса). Чрез тях той изрази всички други физически единици и излезе с редица измервателни уреди, по-специално магнитометър за измерване в абсолютни единици на земния магнетизъм. Работата на Гаус беше продължена от Вебер, който изгради много от собствените си устройства и устройства, замислени от Гаус. Постепенно, особено благодарение на работата на Максуел, извършена в специалната комисия за измерване, създадена от Британската асоциация, която издава годишни доклади от 1861 до 1867 г., възниква идеята за създаване на унифицирани системи от мерки, по-специално система от електромагнитни и електростатични мерки.

Мислите за създаването на такива абсолютни системи от единици са подробно описани в историческия доклад за 1873 г. на втората комисия на Британската асоциация. Свикан в Париж през 1881 г., Международният конгрес за първи път установява международни измервателни единици, присвоявайки на всяко от тях име в чест на някой велик физик. Повечето от тези имена все още са запазени: волтове, оми, ампери, джаули и др. След

много възходи и падения през 1935 г. беше въведена международната система на Георги, или MKSQ, която отнема метър, килограмова маса, секунда и ом за основните единици.

„Системите“ на единиците се свързват с „формулите на размерите“, първо прилагани от Фурие в неговата аналитична теория за топлината (1822 г.) и разпространени от Максуел, който установява използваната в тях обозначение. Метрологията от миналия век, основана на желанието да се обяснят всички явления с помощта на механични модели, придаде голямо значение на формулите на размерите, в които тя искаше да вижда не повече и не по-малко като ключ към тайните на природата. Същевременно бяха изложени редица твърдения с почти догматичен характер. И така, почти задължителна догма беше изискването основните количества със сигурност да са три. Но към края на века те започнаха да осъзнават, че формулите за размер са чисти условности, в резултат на което интересът към теориите за измерения започва постепенно да намалява.

заключение

Е. Ломмел, професор по физика в Мюнхенския университет, говори добре за значението на изследванията на Ом при откриването на паметника на учения през 1895 г .:

"Откритието на Ом беше ярка факла, осветяваща областта на електричеството, която беше обвита в мрак преди него. Ом показа единствения правилен път през непроницаема гора от неясни факти. Забележителни успехи в развитието на електротехниката, които наблюдавахме с изненада през последните десетилетия, можеха да бъдат постигнати само въз основа на откриването на Ом. Само онзи, който е в състояние да доминира над силите на природата и да ги контролира, който може да разгадае законите на природата, Ом откъсна от природата толкова дълго скрита от нейната тайна и я предаде в ръцете на съвременника ".

Списък на използваните източници

Dorfman Y. G. Световна история на физиката, М., 1979 г. Ом Г. Определение на закона, чрез който металите провеждат контактно електричество. - В книгата: Класика на физическата наука. М., 1989

Енциклопедия Сто души. Което промени света. Ома.

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

Орир Дж. физика, Т. 2. М., 1981

Джанколи Д. физика, Т. 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 за „Закона на универсалната гравитация“, събитията, предхождащи това откритие. Същността и границите на приложението на закона. Формулиране на законите на Кеплер и тяхното приложение към движението на планетите, техните естествени и изкуствени спътници.

презентация добавена на 25.07.2010 г.


Изследването на движението на тялото под действието на постоянна сила. Хармонично осцилаторно уравнение Описание на трептенията на математическо махало. Движението на планетите около слънцето. Решението на диференциалното уравнение. Прилагане на закона на Кеплер, вторият закон на Нютон.

резюме, добавено 24.08.2015


Историята на откриването на закона на гравитацията. Йоханес Кеплер като един от откривателите на закона за движението на планетата около слънцето. Същността и особеностите на експеримента на Кавендиш. Анализ на теорията за взаимното привличане. Основните граници на приложимостта на закона.

презентация добавена на 29.03.2011 г.


Изучаване на "Закона на Архимед", провеждане на експерименти за определяне на Архимедовата сила. Извличане на формули за намиране на масата на изместената течност и изчисляване на плътността. Прилагане на "Закона на Архимед" за течности и газове. Методично разработване на урок по тази тема.

обобщение на урока, добавено 27.09.2010 г.


Биографична информация за Нютон - великия английски физика, математика и астроном, неговите трудове. Изследвания и открития на учения, експерименти в оптиката и теорията на цветовете. Първото заключение на Нютон е скоростта на звука в газ, основана на закона на Бойл-Мариот.

презентация, добавена на 26.08.2015 г.


Изучаване на причините за магнитните аномалии. Методи за определяне на хоризонталния компонент на магнитното поле на Земята. Прилагане на закона Биосавара-Лаплас. Определяне на причината за въртене на стрелката след полагане на напрежение към допирателната намотка на галванометър.

тестова работа, добавено 25.06.2015


Описание на основните закони на Нютон. Характеристиката на първия закон за запазване от тялото на състояние на покой или равномерно движение по време на компенсираните действия на други органи върху него. Принципите на закона за ускоряване на тялото. Характеристики на инерционните референтни системи.

презентация добавена на 16.12.2014


Законите на движение на планетите Кеплер, тяхното кратко описание. Историята на откриването на Закона за универсалното гравитация I. Нютон. Опити за създаване на модел на Вселената. Движението на телата под действието на гравитацията. Гравитационни сили на привличане. Изкуствени земни спътници.

резюме, добавено на 25 юли 2010 г.


Проверка на валидността на отношенията при паралелно свързване на резистори и първия закон на Кирхоф. Характеристики на съпротивлението на приемниците. Методика за изчисляване на напрежение и ток за различни съединения. Същността на закона на Ом за сайта и за цялата верига.

лабораторни работи, добавени на 12/01/2010


Фундаментални взаимодействия в природата. Взаимодействието на електрическите заряди. Свойства на електрическия заряд. Законът за запазване на електрическия заряд. Формулирането на закона на Кулом. Векторната форма и физическото значение на Кулоновия закон. Принципът на суперпозицията.

Започваме да публикуваме материали от нова рубрика „” и в днешната статия ще говорим за основни понятия, без които няма обсъждане на отделно електронно устройство или схема. Както може би сте се досетили, искам да кажа ток, напрежение и съпротивление   😉 Освен това няма да пренебрегнем закона, който определя отношението на тези количества, но няма да изпреварим себе си, нека да се движим постепенно.

Така че нека започнем с концепцията волтаж.

Напрежение.

По дефиниция волтаж   - това е енергия (или работа), която се изразходва за преместване на един положителен заряд от точка с нисък потенциал към точка с висок потенциал (т.е. първата точка има по-отрицателен потенциал в сравнение с втората). От курса на физиката си спомняме, че потенциалът на електростатичното поле е скаларно количество, равно на съотношението на потенциалната енергия на заряд в поле към този заряд. Нека да разгледаме един малък пример:

Постоянно електрическо поле действа в пространството, чиято интензивност е равна на E, Помислете за две точки, разположени на разстояние г   отделно един от друг. Така че напрежението между две точки не е нищо повече от потенциалната разлика в тези точки:

В същото време не забравяйте за връзката между интензитета на електростатичното поле и потенциалната разлика между две точки:

И в крайна сметка получаваме формулата, която свързва стреса и напрежението:

В електрониката, когато се разглеждат различни вериги, напрежението все още се счита за потенциалната разлика между точките. Съответно става ясно, че напрежението във веригата е понятие, свързано с две точки на веригата. Тоест, да кажем например, че „напрежението в резистора“ не е напълно правилно. И ако в даден момент говорят за напрежение, тогава те означават потенциалната разлика между тази точка и "Земя", Така гладко стигнахме до друга важна концепция в изучаването на електрониката, а именно до концепцията за "Земя"   🙂 Така "Земя"   в електрическите вериги най-често се счита за точка с нулев потенциал (тоест потенциалът на тази точка е 0).

Да кажем няколко думи за единици, които помагат да се характеризира стойността волтаж, Единицата е Волт (V), Разглеждайки дефиницията на понятието напрежение, лесно можем да разберем това, за да преместим заряд с величина 1 висулка   между точките, които имат потенциална разлика 1 волта, е необходимо да се извърши работа, равна на 1 джаул, С това всичко изглежда ясно и можете да продължите напред 😉

И следващия ред имаме друга концепция, а именно ток.

Ток, ток във веригата.

Какво е електрически ток?

Нека помислим какво ще се случи, ако заредените частици, например, електрони, попаднат под въздействието на електрическо поле ... Помислете за проводник, към който определен волтаж:

От посоката на силата на електрическото поле ( E) можем да заключим, че title \u003d "(! LANG: Изведено от QuickLaTeX.com)" height="16" width="60" style="vertical-align: -4px;"> (вектор напряженности всегда направлен в сторону уменьшения потенциала). На каждый электрон начинает действовать сила:!}

Където е зарядът на електрона.

И тъй като електронът е отрицателно заредена частица, векторът на силата ще бъде насочен в посока, обратна на посоката на вектора на силата на полето. Така под действието на силата частиците придобиват, заедно с хаотичното движение, насоченото (вектор на скоростта V на фигурата). В резултат на това електрически ток 🙂

Токът е подреденото движение на заредени частици под въздействието на електрическо поле.

Важен нюанс е, че общоприето е, че токът тече от точка с по-положителен потенциал към точка с по-отрицателен потенциал, въпреки факта, че електронът се движи в обратна посока.

Не само електрони могат да действат като носители на заряд. Например при електролити и йонизирани газове потокът на тока се свързва предимно с движението на йони, които са положително заредени частици. Съответно посоката на вектора на силата, действащ върху тях (и в същото време вектора на скоростта) ще съвпада с посоката на вектора E, И в този случай няма да има противоречие, защото токът ще тече точно в посоката, в която се движат частиците 🙂

За да се оцени токът във веригата, те излязоха с такава стойност като силата на тока. По този начин, сила на тока (аз) Е стойност, която характеризира скоростта на движение на електрически заряд в точка. Единицата на тока е ампер, Силата на тока в проводника е 1 амперако за 1 секунда   през напречното сечение на проводника преминава заряд 1 висулка.

Вече сме обхванали концепциите ток и напрежениеСега нека разгледаме как са свързани тези стойности. И за това трябва да проучим какво е съпротивление на проводника.

Съпротивление на проводник / верига.

Терминът „ съпротивление”Вече говори за себе си 😉

По този начин, съпротивление - физическо количество, характеризиращо свойствата на проводника да пречи ( да се съпротивлявам) преминаването на електрически ток.

Помислете за меден проводник дълго л   с площ на напречно сечение, равна на S:

Съпротивлението на проводника зависи от няколко фактора:

Съпротивлението е таблична стойност.

Формулата, с която можете да изчислите съпротивлението на проводника, е следната:

За нашия случай ще бъде равно 0,0175 (Ом * кв. М / м)   - съпротивление на медта. Нека дължината на проводника да бъде 0,5 mи площта на напречното сечение е 0,2 кв. mm, След това:

Както вече разбрахте от примера, мерната единица съпротивление   е a ом 😉

C съпротивление на проводника   всичко е ясно, време е да проучиш връзката напрежение, ток и съпротивление на веригата.

И тук на помощ ни идва основният закон на цялата електроника - закон на Ом:

Силата на тока във веригата е пряко пропорционална на напрежението и обратно пропорционална на съпротивлението на разглеждания участък от веригата.

Помислете за най-простата електрическа верига:

Както следва от закона на Ом, напрежението и токът във веригата са свързани, както следва:

Нека напрежението е 10 V, а съпротивлението на веригата е 200 Ohms. Тогава токът във веригата се изчислява, както следва:

Както можете да видите, всичко е просто 🙂

Може би тук ще завършим днешната статия, благодарим за вниманието и ще се видим скоро! 🙂