در سال 1827 ، گئورگ اوم مطالعات خود را منتشر کرد ، که اساس فرمول مورد استفاده تا به امروز را تشکیل می دهد. اهم مجموعه بزرگی از آزمایشات را انجام داد که نشان دهنده ارتباط بین ولتاژ اعمال شده و جریان در جریان از هادی است.

این قانون تجربی است ، یعنی براساس تجربه. عنوان "اهم" به عنوان واحد رسمی SI برای مقاومت الکتریکی پذیرفته شده است.

قانون اهم برای بخش زنجیره ای   بیان می کند که جریان الکتریکی در هادی مستقیماً با اختلاف بالقوه در آن و برعکس متناسب با مقاومت آن متناسب است. با توجه به اینکه مقاومت هادی (نباید با آن اشتباه گرفته شود) یک مقدار ثابت است ، می توانیم این کار را با فرمول زیر ترتیب دهیم:

• I - جریان در آمپر (A)
• ولتاژ ولتاژ در ولتاژ (V)
• مقاومت در برابر اهم (اهم)

برای شفافیت ، مقاومت با مقاومت 1 اهم که از طریق آن جریان 1 A جریان می یابد ، اختلاف بالقوه (ولتاژ) 1 ولت دارد.

فیزیکدان آلمانی Kirchhoff (معروف به قوانین Kirchhoff) معروف است که عمومی در فیزیک استفاده می شود:

• σ رسانایی ماده است
• J چگالی جریان است
• E میدان الکتریکی است.

قانون و مقاومت اهم

مقاومت ها عناصر غیرفعال هستند که در برابر جریان جریان الکتریکی در یک مدار مقاومت می کنند. ، که مطابق قانون اهم عمل می کند ، مقاومت اهمی نامیده می شود. هنگامی که جریان از چنین مقاومت می گذرد ، افت ولتاژ در پایانه های آن متناسب با مقدار مقاومت است.

فرمول اهم برای مدارهای دارای ولتاژ متناوب و جریان معتبر است. برای خازن ها و سلف ها ، قانون اهم مناسب نیست ، زیرا ویژگی I-V آنها (مشخصه ولتاژ جریان) در حقیقت خطی نیست.

فرمول Ohm همچنین برای مدارهایی با چندین مقاومت کار می کند که می توانند به صورت سری به هم وصل شوند ، به صورت موازی یا دارای یک اتصال مختلط هستند. گروه های مقاومت متصل به صورت سری یا موازی می توانند به عنوان مقاومت معادل ساده شوند.

مقالاتی که در مورد اتصال هستند با جزئیات بیشتر نحوه انجام این کار را توضیح می دهند.

فیزیکدان آلمانی جورج سیمون اوم در سال 1827 نظریه کامل خود در مورد برق را تحت عنوان "نظریه مدار گالوانیک" منتشر کرد. وی دریافت که افت ولتاژ در بخش مدار نتیجه حاصل از جریان در جریان مقاومت این بخش مدار است. این اساس قانونی را که امروزه از آن استفاده می کنیم ، تشکیل داد. قانون یکی از معادلات اساسی مقاومتها است.

قانون اهم - فرمول

فرمول قانون اهم هنگامی که دو یا از سه متغیر شناخته شده است قابل استفاده است. رابطه بین مقاومت ، جریان و ولتاژ را می توان به روش های مختلف نوشت. برای جذب و حفظ کردن ممکن است مفید باشد "مثلث اهم".

در زیر دو نمونه از استفاده از چنین ماشین حساب مثلثی وجود دارد.

ما یک مقاومت با مقاومت 1 اهم در مدار با افت ولتاژ از 100 ولت به 10 ولت در پایانه های آن داریم.چه جریان از طریق این مقاومت جریان می یابد؟مثلث به ما یادآوری می کند:
ما یک مقاومت با مقاومت 10 اهم داریم که از طریق آن جریان 2 آمپر با ولتاژ 120 ولت جریان می یابد.افت ولتاژ در این مقاومت چه خواهد بود؟استفاده از مثلث به ما نشان می دهد:بنابراین ، ولتاژ در خروجی 120-20 \u003d 100 ولت خواهد بود.

قانون اهم - قدرت

هنگامی که یک جریان الکتریکی از طریق یک مقاومت جریان می یابد ، بخشی از قدرت را به صورت گرما از بین می برد.

قدرت تابعی از جریان جاری I (A) و ولتاژ اعمال شده V (V) است:

• P - توان در وات (V)

در ترکیب با قانون اهم برای بخشی از زنجیره ، فرمول را می توان به شکل زیر تبدیل کرد:

یک مقاومت ایده آل تمام انرژی را از بین می برد و انرژی الکتریکی یا مغناطیسی را ذخیره نمی کند. هر مقاومت دارای محدودیت توان است که می تواند بدون آسیب رساندن به مقاومت از بین برود. این قدرت است به نام پار

شرایط محیط ممکن است این مقدار را کاهش یا افزایش دهد. به عنوان مثال ، اگر هوای اطراف گرم باشد ، توانایی اتلاف گرمای اضافی در مقاومت کاهش می یابد و در هر چرخه ، در دمای محیط پایین ، توانایی اتلاف مقاومت مقاومت افزایش می یابد.

در عمل ، مقاومتها به ندرت از قدرت تعیین شده برخوردار هستند. با این حال ، بیشتر مقاومتها با 1/4 یا 1/8 وات امتیاز می شوند.

آنچه در زیر آمده است ، یک نمودار پای است که به شما کمک می کند تا به سرعت ارتباط برق ، جریان ، ولتاژ و مقاومت را شناسایی کنید. برای هر یک از چهار پارامتر ، نحوه محاسبه مقدار آن نشان داده شده است.

قانون اهم - ماشین حساب

این ماشین حساب آنلاین اهم به شما امکان می دهد رابطه بین قدرت جریان ، ولتاژ ، مقاومت رسانا و قدرت را تعیین کنید. برای محاسبه ، هر دو پارامتر را وارد کرده و روی دکمه محاسبه کلیک کنید.

جریان الکتریکی و ولتاژ خطرناک را نمی توان شنید (بجز صدا کردن خطوط ولتاژ بالا و تأسیسات برقی). قطعات زنده تحت ولتاژ از نظر ظاهری تفاوت ندارند.

تشخیص آنها هم از نظر بو و هم با بالا رفتن درجه حرارت در حالت های معمولی غیرممکن است ، تفاوت هایی با یکدیگر ندارند. اما جاروبرقی را در یک خروجی خاموش و خاموش روشن می کنیم ، روی سوئیچ کلیک می کنیم - و به نظر می رسد انرژی از هیچ کجا خارج نمی شود ، به خودی خود ، به شکل سر و صدا و فشرده سازی در داخل یک لوازم خانگی تحقق می یابد.

باز هم ، اگر دو ناخن را به پریزهای خروجی وصل کنیم و از آنها استفاده کنیم ، به معنای واقعی کلمه با تمام بدن خود واقعیت و عینیت وجود یک جریان الکتریکی را احساس خواهیم کرد. انجام این کار ، البته ، بسیار دلسرد است. اما نمونه های آن با جاروبرقی و میخ هایی به وضوح برای ما نشان می دهد که مطالعه و درک قوانین اساسی مهندسی برق در هنگام کار با برق خانگی به ایمنی کمک می کند ، همچنین از بین بردن پیش فرض های خرافاتی مرتبط با جریان و ولتاژ الکتریکی کمک می کند.

بنابراین ، ما یک ، با ارزش ترین قانون مهندسی برق را در نظر خواهیم گرفت که شناختن آن مفید است. و سعی کنید آن را به محبوب ترین شکل ممکن انجام دهید.

قانون اهم

1. شکل دیفرانسیل قانون اهم

البته مهمترین قانون مهندسی برق این است که قانون اهم. حتی افراد بی ارتباط با مهندسی برق از وجود آن اطلاع دارند. در عین حال ، سؤال "آیا شما قانون اهم را می دانید؟" در دانشگاه های فنی تله ای برای دانش آموزان متبحر و متکبر است. این رفیق البته پاسخ می دهد که اهم قانون را کاملاً می داند و سپس با درخواست وی به این پرونده متوسل می شوند که این قانون را به صورت دیفرانسیل در بیاورد. و بعد معلوم می شود که هنوز یک دانش آموز یا یک دانش آموز تازه وارد باید درس بخواند و تحصیل کند.

با این حال ، شکل دیفرانسیل قانون اهم در عمل تقریباً غیرقابل استفاده است. این نشان دهنده رابطه بین چگالی جریان و قدرت میدان است:

جایی که G هدایت مدار است. E قدرت جریان الکتریکی است.

همه اینها تلاشی برای بیان یک جریان الکتریکی است و فقط با در نظر گرفتن خصوصیات فیزیکی مواد رسانا ، بدون در نظر گرفتن پارامترهای هندسی آن (طول ، قطر و مانند آن). شکل دیفرانسیل قانون اهم یک تئوری خالص است ؛ دانش آن در زندگی روزمره کاملاً لازم نیست.

2. فرم انتگرال قانون اهم برای بخش زنجیره ای

نکته دیگر شکل جدایی ناپذیر ضبط است. همچنین انواع مختلفی دارد. محبوب ترین اینها است   قانون اهم برای بخشی از زنجیره: I \u003d U / R

به عبارت دیگر ، جریان در یک بخش مدار همیشه بالاتر است ، ولتاژ اعمال شده در این بخش بیشتر است و مقاومت این بخش کمتر می شود.

این "نوع" قانون اهم صرفاً برای همه افرادی که حداقل گاهی باید با برق کار کنند ضروری است. خوشبختانه اعتیاد بسیار ساده است. از این گذشته ، ولتاژ موجود در شبکه را می توان بدون تغییر در نظر گرفت. برای یک پریز برق 220 ولت است. بنابراین ، معلوم می شود که جریان موجود در مدار تنها به مقاومت مدار متصل به پریز بستگی دارد. از این رو اخلاق ساده: این مقاومت باید کنترل شود.

مدارهای کوتاه ، که همه می شنوند ، دقیقاً به دلیل مقاومت کم مدار خارجی اتفاق می افتد. فرض کنید به دلیل اتصال نادرست سیمها در جعبه اتصال ، سیمهای فاز و خنثی مستقیماً به یکدیگر وصل شده اند. سپس مقاومت قطعه مدار به شدت به تقریبا صفر می رسد و جریان نیز به شدت به یک مقدار بسیار بزرگ افزایش می یابد. اگر سیم کشی صحیح باشد ، قطع کننده مدار به طول می انجامد و اگر در آنجا نباشد ، یا معیوب باشد یا به درستی انتخاب شده باشد ، سیم با افزایش جریان مقابله نمی کند ، آن را گرم می کند ، ذوب می کند و احتمالاً باعث آتش سوزی می شود.

اما این اتفاق می افتد که دستگاه هایی که وصل شده اند و بیش از یک ساعت از آن فرسوده شده اند ، باعث ایجاد اتصال کوتاه می شوند. یک مورد معمولی یک پنکه است که سیم پیچ های موتور آن به دلیل گرفتگی تیغه ها تحت گرمای بیش از حد قرار گرفته اند. عایق بندی سیم پیچ موتور برای گرمایش جدی طراحی نشده است ، به سرعت بی ارزش می شود. در نتیجه مدارهای کوتاه بین چرخشی ظاهر می شوند که باعث کاهش مقاومت می شوند و مطابق قانون اهم نیز منجر به افزایش جریان می شوند.

افزایش جریان ، به نوبه خود ، باعث می شود عایق بندی سیم پیچ ها کاملاً غیرقابل استفاده باشد ، و نه به صورت دورانی ، بلکه یک اتصال کوتاه کامل و واقعی به وجود می آید. جریان علاوه بر سیم پیچ ها ، بلافاصله از فاز به سیم خنثی می رود. درست است ، تمام موارد فوق فقط با یک فن بسیار ساده و ارزان می تواند اتفاق بیفتد ، مجهز به محافظ حرارتی نیست.

قانون اهم برای AC

لازم به ذکر است که سابقه فوق در مورد قانون اهم بخشی از یک مدار با ولتاژ ثابت را توصیف می کند. در شبکه های ولتاژ متناوب یک واکنش متقابل وجود دارد و امپدانس ریشه مربعی از کل مربع های مقاومت فعال و واکنش پذیر را به خود می گیرد.

قانون اهم برای بخش مدار AC به این صورت است: I \u003d U / Z,

جایی که Z امپدانس مدار است.

اما یک واکنش پذیری بزرگ ، مهمتر از همه ماشینهای الکتریکی قدرتمند و تجهیزات تبدیل انرژی است. مقاومت الکتریکی داخلی وسایل و لوازم خانگی تقریباً کاملاً فعال است. بنابراین ، در زندگی روزمره ، برای محاسبات می توانید از ساده ترین شکل قانون اهم استفاده کنید: I \u003d U / R

3. نماد انتگرال برای مدار کامل

از آنجا که یک فرم برای ضبط قانون برای یک بخش از زنجیره وجود دارد ، پس از آن نیز وجود دارد قانون اهم برای زنجیره کامل: I \u003d E / (r + R).

در اینجا r مقاومت داخلی منبع شبکه EMF است و R مقاومت کل خود مدار است.

لازم نیست که یک مدل فیزیکی برای نشان دادن این زیرگونه های قانون اهم خیلی پیش بروید - این شبکه الکتریکی داخل اتومبیل است که در آن باتری منبع EMF است. نمی توان در نظر گرفت که مقاومت باتری مطلق صفر است ، بنابراین ، حتی با وجود یک اتصال کوتاه مستقیم بین ترمینال های آن (عدم مقاومت R) ، جریان تا بی نهایت رشد نمی کند بلکه به یک مقدار زیاد تبدیل می شود. با این حال ، البته این ارزش بالا کافی است تا باعث شود سیمها نتوانند پوست ماشین را ذوب و اشتعال کنند. بنابراین مدارهای الکتریکی خودروها در برابر مدارهای کوتاه با فیوز محافظت می کنند.

چنین اتصال ممکن است در صورت وجود اتصال کوتاه در جعبه فیوز نسبت به باتری ، یا اگر یکی از فیوزها با یک قطعه سیم مسی جایگزین شود ، کافی نباشد. سپس فقط یک نجات وجود دارد - لازم است در اسرع وقت مدار را به طور کامل بشکنیم ، "توده" ، یعنی پایانه منفی را دور بیندازیم.

4- فرم تلفیقی قانون اهم برای بخشی از مدار حاوی منبع emf

لازم به ذکر است که تنوع دیگری در قانون اهم وجود دارد - برای یک بخش از مدار که دارای منبع emf است:

در اینجا U اختلاف بالقوه در آغاز و انتهای بخش زنجیره در نظر گرفته شده است. علامت جلوی بزرگی EMF به جهت آن نسبت به ولتاژ بستگی دارد. در هنگام تعیین پارامترهای یک مدار در هنگام تعیین بخشی از مدار در هنگام دسترسی به بخشی از مدار ، معمولاً لازم است که از قانون Ohm برای بخشی از مدار استفاده شود و مورد توجه ما نیست. بیایید بگوییم که این قسمت توسط قسمتهای داخلی پرونده پنهان است. در مدار باقی مانده منبع EMF و عناصر با مقاومت شناخته شده وجود دارد. سپس با اندازه گیری ولتاژ در ورودی قسمت ناشناخته مدار ، می توانید جریان و سپس مقاومت عنصر ناشناخته را محاسبه کنید.

نتیجه گیری

بنابراین ، ما می توانیم ببینیم که قانون "ساده" اهم به دور از ساده بودن آن چیزی است که برای کسی به نظر می رسید. با دانستن کلیه اشکال ضبط یکپارچه از قوانین اهم ، می توان بسیاری از الزامات ایمنی الکتریکی را درک و به راحتی یادآوری کرد ، همچنین اعتماد به نفس لازم را در کار با برق به دست آورد.

اگر یک هادی عایق بندی شده در یک میدان الکتریکی \\ (\\ overrightarrow (E) \\) قرار گیرد ، پس نیرو ((overrightarrow (F) \u003d q \\ overrightarrow (E) \\)) در بارهای آزاد \\ (q)) در هادی عمل می کند. هادی یک حرکت کوتاه مدت از اتهامات رایگان وجود دارد. این فرآیند زمانی پایان می یابد که میدان الکتریکی ذاتی بارهای ناشی از سطح رسانا ، میدان خارجی را کاملاً جبران کند. میدان الکترواستاتیک حاصل در داخل رسانا صفر خواهد بود.

با این وجود ، در هادی ها ، تحت شرایط خاص ، یک حرکت مداوم مرتب شده از حامل های آزاد بار الکتریکی ممکن است رخ دهد.

حرکت جهت ذرات باردار جریان الکتریکی نامیده می شود.

جهت حرکت بارهای مثبت مثبت به عنوان جهت جریان الکتریکی گرفته می شود. برای وجود جریان الکتریکی در یک هادی ، لازم است یک میدان الکتریکی در آن ایجاد شود.

اندازه گیری کمی از جریان الکتریکی است قدرت فعلی \\ (I \\) یک مقدار فیزیکی مقیاس است برابر با میزان بار \\ (\\ Delta q \\) که از طریق مقطع رسانا (شکل 1.8.1) برای بازه زمانی \\ (\\ Delta t \\) منتقل می شود ، به این بازه زمانی:

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

اگر قدرت فعلی و جهت آن با گذشت زمان تغییر نکند ، چنین جریان نامیده می شود دائمی .

در سیستم بین المللی SI واحد ، جریان در Amper (A) اندازه گیری می شود. واحد اندازه گیری جریان 1 A توسط تعامل مغناطیسی دو هادی موازی با جریان تنظیم می شود.

جریان مستقیم فقط در ایجاد می شود مدار بسته که در آن حاملهای بار رایگان در مسیرهای بسته گردش می کنند. میدان الکتریکی در نقاط مختلف چنین مدار در زمان ثابت است. بنابراین ، میدان الکتریکی موجود در مدار DC شخصیت میدان الکترواستاتیک منجمد را دارد. اما هنگام حرکت یک بار الکتریکی در یک میدان الکترواستاتیک در طول یک مسیر بسته ، کار نیروهای الکتریکی صفر است. بنابراین برای وجود جریان مستقیم لازم است دستگاهی در مدار الکتریکی وجود داشته باشد که به دلیل کار نیروها قادر به ایجاد و حفظ اختلافات احتمالی در قسمتهای مدار باشد. منشاء غیر الکترواستاتیک. چنین وسایلی گفته می شود منابع جاری مستقیم . نیروهایی با منشاء غیر الکترواستاتیک که بر روی حاملهای بارگیری آزاد از منابع فعلی عمل می کنند نامیده می شوند نیروهای خارج .

ماهیت نیروهای خارجی می تواند متفاوت باشد. در سلول های گالوانیک یا باتری ها ، آنها به عنوان یک نتیجه از فرآیندهای الکتروشیمیایی بوجود می آیند ، در ژنراتورهای DC ، نیروهای خارجی هنگام حرکت رساناها در یک میدان مغناطیسی ایجاد می شوند. منبع جریان موجود در مدار الکتریکی همان پمپ را ایفا می کند که برای پمپاژ مایعات در یک سیستم هیدرولیک بسته ضروری است. تحت تأثیر نیروهای خارجی ، بارهای الکتریکی درون منبع فعلی حرکت می کنند در برابر   نیروهای یک میدان الکترواستاتیک ، که به دلیل آن می توان جریان الکتریکی ثابت را در یک مدار بسته حفظ کرد.

هنگام حرکت شارژ الکتریکی در امتداد مدار DC ، نیروهای خارجی که در داخل منابع فعلی عمل می کنند این کار را انجام می دهند.

مقدار فیزیکی مساوی با نسبت کار \\ (A_ (st) \\) نیروهای خارجی در هنگام جابجایی شارژ \\ (q \\) از قطب منفی منبع فعلی به مثبت به بزرگی این بار گفته می شود. منبع نیروی الکتروموتور   (EMF):

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

بنابراین ، emf توسط کارهایی که نیروهای خارجی هنگام حرکت یک بار مثبت مثبت انجام می دهند ، تعیین می شود. نیروی الکتروموتور ، مانند تفاوت بالقوه ، در اندازه گیری می شود ولت (B).

هنگامی که یک بار مثبت واحد در امتداد یک مدار بسته DC حرکت می کند ، کار نیروهای خارجی برابر است با مقدار EMF که در این مدار عمل می کند و کار میدان الکترواستاتیک صفر است.

مدار DC را می توان به بخش های جداگانه تقسیم کرد. به آن بخش هایی که نیروهای خارجی در آن عمل نمی کنند (یعنی بخش هایی که منابع فعلی ندارند) گفته می شود همگن . به بخشهایی از منابع فعلی گفته می شود ناهمگن .

هنگامی که یک بار مثبت واحد در امتداد قسمت خاصی از زنجیره حرکت می کند ، هر دو الکترواستاتیک (Coulomb) و نیروهای خارجی کار را انجام می دهند. کار نیروهای الکترواستاتیک برابر است با اختلاف بالقوه \\ (\\ Delta \\ phi_ (12) \u003d \\ phi_ (1) - \\ phi_ (2) \\) بین نقاط اولیه (1) و پایانی (2) بخش ناهمگن. کار نیروهای خارجی طبق تعریف با نیروی الکتروموتور ((mathcal (E))) که در این سایت فعالیت می کند برابر است. بنابراین ، کار کامل برابر است

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

ارزش تو   12 نامیده می شود ولتاژ   روی زنجیره 1-2. در مورد بخش همگن ، ولتاژ برابر است با اختلاف بالقوه:

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

فیزیکدان آلمانی G. Om در سال 1826 به طور تجربی ثابت کرد که قدرت جریان (I) که از طریق یک هادی فلز همگن جریان می یابد (یعنی هادی که در آن نیروهای خارجی عمل نمی کنند) متناسب با ولتاژ \\ (U \\) در انتهای هادی است. :

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

جایی که \\ (R \\) \u003d const.

ارزش ر   معمولاً خوانده می شود مقاومت الکتریکی . هادی با مقاومت الکتریکی گفته می شود مقاومت . این نسبت بیان می کند قانون اهم برای بخش زنجیره همگن:   جریان در هادی مستقیماً با ولتاژ اعمال شده و از نظر معکوس با مقاومت رسانا متناسب است.

در SI واحد مقاومت الکتریکی هادی ها است اهم   (اهم) مقاومت 1 اهم از چنین بخشی از مدار برخوردار است که در آن در ولتاژ 1 ولت جریان 1 A قرار دارد.

هادی های پیروی از قانون اهم نامیده می شوند خطی . وابستگی گرافیکی جریان ((I)) به ولتاژ (U) (به چنین نمودارهایی گفته می شود ویژگی های ولت آمپر با اختصار CVC) با یک خط مستقیم که از مبدا عبور می کند نشان داده شده است. لازم به ذکر است که بسیاری از مواد و دستگاه ها که مطابق قانون اهم نیستند ، به عنوان مثال دیود نیمه هادی یا لامپ تخلیه. حتی در مورد هادی های فلزی با جریان هایی که از مقاومت کافی برخوردار هستند ، انحراف از قانون خطی اهم مشاهده می شود ، زیرا مقاومت الکتریکی رساناهای فلزی با افزایش دما افزایش می یابد.

برای بخشی از مدار حاوی EMF ، قانون اهم به شکل زیر نوشته شده است:

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

این نسبت معمولاً گفته می شود قانون تعمیم یافته اوم   یا قانون اهم برای بخش زنجیره ناهمگن.

در شکل 1.8.2 یک مدار بسته DC را نشان می دهد. بخش زنجیره ای ( سی دی) یکدست است.

قانون اهم

$ $ IR \u003d \\ دلتا \\ phi_ (سی دی) $ $

قطعه ( اب) حاوی یک منبع فعلی با EMF برابر با \\ (\\ mathcal (E) \\)) است.

طبق قانون اهم برای یک سایت ناهمگن ،

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

با اضافه کردن هر دو برابری ، به دست می آییم:

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

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

$ $ \\ رنگ (آبی) (I \u003d \\ frac (\\ mathcal (E)) (R + r)) $ $

این فرمول بیان می کند قانون اهم برای زنجیره کامل : استحکام جریان در مدار کامل برابر است با نیروی الکتریکی منبع تقسیم شده با مجموع مقاومتهای مقطع همگن و ناهمگن مدار (مقاومت داخلی منبع).

مقاومت r   نقشه ناهمگن در شکل. 1.8.2 را می توان در نظر گرفت مقاومت داخلی یک منبع فعلی . در این حالت ، طرح ( اب) در شکل 1.8.2 قسمت درونی منبع است. اگر امتیاز یک   و ب   با یک هادی ببندید ، مقاومت آن در مقایسه با مقاومت داخلی منبع کمی است (\\ (R \\ \\ ll r \\)) ، سپس در مدار جریان می یابد جریان اتصال کوتاه

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

مقاومت جریان کوتاه مدار حداکثر مقاومت جریان است که می تواند از یک منبع معین با نیروی الکتروموتور \\ (\\ mathcal (E) \\) و مقاومت داخلی \\ (r \\) بدست آید. برای منابع با مقاومت داخلی پایین ، جریان اتصال کوتاه می تواند بسیار زیاد باشد و باعث تخریب مدار الکتریکی یا منبع شود. به عنوان مثال ، در باتری های اسید سرب که در اتومبیل ها استفاده می شود ، جریان های اتصال کوتاه می توانند چند صد آمپر باشند. مدارهای کوتاه در شبکه های روشنایی که توسط پستهای ایستگاه (هزاران آمپر) تهیه شده اند به ویژه خطرناک هستند. برای جلوگیری از تأثیر مخرب چنین جریانهای پرقدرت ، فیوزها یا مدارهای ویژه مدار در مدار قرار دارند.

در بعضی موارد ، برای جلوگیری از مقادیر خطرناک جریان اتصال کوتاه ، مقداری مقاومت خارجی به صورت سری با منبع وصل می شود. سپس مقاومت r   برابر با مقاومت داخلی منبع و مقاومت خارجی است و در صورت وجود اتصال کوتاه ، مقاومت جریان بیش از حد بزرگ نخواهد بود.

اگر مدار خارجی باز باشد ، \\ (\\ Delta \\ phi_ (ba) \u003d - \\ Delta \\ phi_ (ab) \u003d \\ mathcal (E) \\) ، یعنی ، اختلاف پتانسیل در قطب های باتری باز با EMF آن برابر است.

در صورت مقاومت بار خارجی ر   روشن شده و جریان از طریق باتری جریان می یابد مناختلاف پتانسیل در قطبهای آن برابر می شود

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

در شکل 1.8.3 نمایشی شماتیک از یک منبع جریان مستقیم با EMF برابر با \\ (\\ mathcal (E) \\) و مقاومت داخلی است r   در سه حالت: "idling" ، کار روی بار و حالت اتصال کوتاه (اتصال کوتاه). قدرت ذکر شده قدرت ((overrightarrow (E))) میدان الکتریکی داخل باتری و نیروهایی که با بارهای مثبت عمل می کنند: \\ (\\ overrightarrow (F) _ (e) \\) نیروی الکتریکی و \\ (\\ overrightarrow (F) _ (st) ) \\) - نیروی شخص ثالث. در حالت اتصال کوتاه ، میدان الکتریکی داخل باتری از بین می رود.

برای اندازه گیری ولتاژ و جریان در مدارهای الکتریکی DC ، از ابزارهای ویژه استفاده می شود - ولت متر   و آمپر.

ولت متر   برای اندازه گیری اختلاف پتانسیل اعمال شده در پایانه های آن طراحی شده است. او در حال اتصال است به موازات بخشی از مدار که اختلاف پتانسیل در آن اندازه گیری می شود. هر ولت متر مقاومت داخلی دارد ((R_ (V) \\)). برای اینكه ولت متر نتواند توزیع مجدد قابل توجهی از جریانها را هنگام اتصال به مدار اندازه گیری شده نشان دهد ، مقاومت داخلی آن در مقایسه با مقاومت آن قسمت از مدار كه به آن متصل است ، باید بزرگ باشد. برای مدار نشان داده شده در شکل 1.8.4 ، این شرط به شرح زیر است:

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

این شرط بدان معنی است که جریان \\ (I_ (V) \u003d \\ Delta \\ phi_ (cd) / R_ (V) \\) که از طریق ولت متر جریان می یابد بسیار کمتر از جریان \\ (I \u003d \\ Delta \\ phi_ (cd) / R_ (1 ) \\) ، که در امتداد بخش تست شده از مدار جریان دارد.

از آنجا که هیچ نیروی خارجی در داخل ولت متر عمل نمی کند ، تفاوت بالقوه در پایانه های آن با تعریف با ولتاژ همزمان می شود. بنابراین می توان گفت که ولت متر ولتاژ را اندازه گیری می کند.

سنج   طراحی شده برای اندازه گیری قدرت جریان در یک مدار. آمپر به صورت سری به مدار باز وصل می شود تا کل جریان اندازه گیری شده از آن عبور کند. آمپر همچنین مقاومت داخلی (R_ (A) \\)) دارد. برخلاف ولت متر ، مقاومت داخلی آمپرس در مقایسه با مقاومت كلی كل مدار باید كوچك باشد. برای مدار در شکل مقاومت 1.8.4 مقاومت سنج باید شرایط را برآورده سازد

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

به طوری که وقتی آمپتور روشن باشد جریان در مدار تغییر نمی کند.

ابزار اندازه گیری - ولت متر و آمپر - از دو نوع هستند: اشاره گر (آنالوگ) و دیجیتال. کنتورهای برق دیجیتال دستگاههای الکترونیکی پیشرفته ای هستند. به طور معمول ، ابزارهای دیجیتال دقت اندازه گیری بالاتری را ارائه می دهند.

ارسال کار خوب خود به پایگاه دانش آسان است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان ، دانشجویان فارغ التحصیل ، دانشمندان جوانی که از پایگاه دانش در مطالعات و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

ارسال شده در http://www.allbest.ru/

وزارت آموزش و پرورش بلاروس

گروه علوم طبیعی

چکیده

قانون اهم

ساخته شده توسط:

ایوانف M.A.

مقدمه

1. دیدگاه کلی در مورد قانون اهم

2. تاریخچه کشف قانون اهم ، شرح حال مختصری از دانشمند

3. انواع قوانین اهم

4- اولین مطالعات در مورد مقاومت رساناها

5- اندازه گیری های الکتریکی

نتیجه گیری

ادبیات ، منابع دیگر اطلاعات

مقدمه

پدیده های مرتبط با برق چندین قرن قبل از آغاز دوران ما در چین باستان ، هند و یونان باستان دیده می شد. حدود 600 سال قبل از میلاد ، طبق افسانه های حفظ شده ، فیلسوف یونانی باستان ، تالس میلتوس ، از امبر کهربا ، مالیده شده روی پشم ، برای جذب اشیای سبک می دانست. به هر حال یونانیان باستان کلمه "الکترون" کهربا را می نامیدند. کلمه "برق" نیز از طرف او آمده است. اما یونانیان فقط پدیده های برق را مشاهده کردند ، اما نتوانستند توضیح دهند.

قرن نوزدهم مملو از اکتشافات مربوط به برق بود. یک کشف منجر به یک زنجیره کاملی از اکتشافات در طی چند دهه شد. برق از موضوع تحقیق شروع به تبدیل به یک کالا کرد. این معرفی گسترده خود را در زمینه های مختلف تولید آغاز کرد. موتورهای برقی ، ژنراتورها ، تلفن ، تلگراف ، رادیو اختراع و ایجاد شدند. معرفی برق در پزشکی آغاز می شود.

ولتاژ ، جریان و مقاومت مقادیر فیزیکی هستند که پدیده های رخ داده در مدارهای الکتریکی را توصیف می کنند. این مقادیر بهم پیوسته اند. این ارتباط برای اولین بار توسط فیزیکدان آلمانی 0m مورد بررسی قرار گرفت. قانون اهم در سال 1826 کشف شد.

1. دیدگاه کلی در مورد قانون اهم

قانون اهم این است:   استحکام جریان در بخش مدار به طور مستقیم با ولتاژ در این بخش (برای مقاومت معین) و معکوس با مقاومت بخش (برای یک ولتاژ معین) متناسب است: I \u003d U / R ، از این فرمول بدست می آید که U \u003d IChR و R \u003d U / I. از آنجا که از آنجا که مقاومت این رسانا به ولتاژ یا قدرت جریان بستگی ندارد ، فرمول آخر را باید به شرح زیر بخوانید: مقاومت این هادی برابر است با نسبت ولتاژ در انتهای آن به استحکام جریان جاری شده از طریق آن. در مدارهای الکتریکی ، اغلب هادی ها (مصرف کنندگان انرژی الکتریکی) به صورت سری متصل می شوند (به عنوان مثال ، لامپ های چراغ های کریسمس) و به موازات (به عنوان مثال ، وسایل برقی خانگی).

هنگامی که به صورت سری متصل شوید ، جریان در هر دو هادی (لامپ) یکسان است: I \u003d I1 \u003d I2 ، ولتاژ در انتهای بخش مدار مورد بررسی ، مقدار ولتاژ در لامپ های اول و دوم است: U \u003d U1 + U2. مقاومت کل سایت برابر است با مجموع مقاومت لامپهای R \u003d R1 + R2.

هنگامی که مقاومت ها به طور موازی وصل می شوند ، ولتاژ در بخش مدار و در انتهای مقاومتها یکسان است: U \u003d U1 \u003d U2. استحکام جریان در قسمت غیرقابل عبور مدار برابر است با مقدار جریان در مقاومتهای فردی: I \u003d I1 + I2. مقاومت کل بخش کمتر از مقاومت هر مقاومت است.

اگر مقاومت مقاومتها یکسان باشد (R1 \u003d R2) ، مقاومت کل بخش اگر سه یا چند مقاومت به طور موازی با مدار وصل شوند ، می توان مقاومت کل را -

یافت شده توسط فرمول: 1 / R \u003d 1 / R1 + 1 / R2 + ... + 1 / RN. به موازات ، مصرف کنندگان شبکه متصل می شوند که برای یک ولتاژ برابر با ولتاژ شبکه امتیاز می گیرند.

بنابراین ، قانون اوم رابطه بین قدرت فعلی را برقرار می کند من   در هادی و اختلاف بالقوه (ولتاژ) تو   بین دو نقطه ثابت (بخش) از این هادی:

ضریب تناسب ربسته به خصوصیات هندسی و الکتریکی رسانا و دمای آن ، مقاومت اهمی یا به سادگی مقاومت یک بخش معین از رسانا نامیده می شود.

2. تاریخچه کشف قانون اهم ، شرح حال مختصری از دانشمند

جورج سیمون اوم در 16 مارس 1787 در ارلانگن در خانواده ای از یک قفل ارثی به دنیا آمد. پس از فارغ التحصیلی ، جورج وارد سالن بدنسازی شهر شد. مدرسه ارلانگن گرامر تحت نظارت دانشگاه بود. کلاس های موجود در ژیمناسیون توسط چهار استاد تدریس می شد. جورج پس از فارغ التحصیلی از دبیرستان ، در بهار سال 1805 شروع به تحصیل ریاضیات ، فیزیک و فلسفه در دانشکده فلسفه دانشگاه ارلانژن کرد.

وی پس از تحصیل به مدت سه ترم ، دعوت به حضور در محل معلم ریاضیات را در مدرسه خصوصی در شهر سوئیسی گوتشتاد پذیرفت.

در سال 1811 ، او به ارلانگن بازگشت ، از دانشگاه فارغ التحصیل شد و دکتری دریافت کرد. بلافاصله پس از فارغ التحصیلی ، به وی مقام مدرک خصوصی - دکتری ریاضیات همان دانشگاه ارائه شد.

در سال 1812 ، Om به عنوان معلم ریاضیات و فیزیک در مدرسه ای در بامبرگ منصوب شد. در سال 1817 ، او اولین اثر چاپ شده خود را در مورد روش تدریس ، "بهینه ترین روش برای آموزش هندسه در کلاس های مقدماتی" منتشر کرد. ام به تحقیق در زمینه برق رفت. اهم پایه و اساس تعادل پیچشی کولوم را در قلب کنتور برق خود قرار داد. اهم نتایج تحقیقات خود را در قالب مقاله ای تحت عنوان "گزارش مقدماتی در مورد قانونی که فلزات با برق تماس می گیرند" رسمیت بخشید. این مقاله در سال 1825 در مجله فیزیک و شیمی منتشر شد که توسط شوویگر منتشر شد. با این حال ، عبارتی که توسط Om یافت و منتشر شد ، نادرست بود که یکی از دلایل عدم شناخت طولانی مدت وی بود. با استفاده از همه اقدامات احتیاطی ، از بین بردن تمام منابع ادعا شده خطاها از قبل ، اهم با اندازه گیری های جدید عمل كرد.

مقاله مشهور او "تعریف قانونی که فلزات با آنها الکتریسیته تماس می گیرند ، به همراه پیش نویس تئوری دستگاه ولتاژ و انیماتور شوویگر" در سال 1826 در مجله فیزیک و شیمی ظاهر می شود.

در ماه مه سال 1827 ، "تحقیقات نظری مدارهای الکتریکی" ، با 245 صفحه ، که اکنون حاوی ملاحظات نظری اهم در مدارهای برقی است. در این کار ، دانشمند پیشنهاد کرد تا با مقاومت در برابر خواص الکتریکی یک هادی ، مشخص شود و این اصطلاح را به کاربرد علمی معرفی کند. اهم فرمول ساده تری را برای قانون بخشی از یک مدار الکتریکی یافت که حاوی EMF نباشد: "مقدار جریان در یک مدار گالوانیک به طور مستقیم متناسب با مجموع تمام ولتاژ ها و به طور معکوس متناسب با مجموع طول های کاهش یافته است. کل کاهش یافته طول به عنوان مجموع تمام طول های کاهش یافته فردی برای بخش های همگن متناسب است. رسانایی متفاوت و مقطع مختلف. "

در سال 1829 ، مقاله وی با عنوان "یک مطالعه تجربی در مورد کار ضرب الکترومغناطیسی" منتشر شد که مبانی نظریه ابزارهای اندازه گیری الکتریکی گذاشته شد. در اینجا ، اهم یک واحد مقاومت را پیشنهاد کرد ، که برای آن مقاومت یک سیم مسی به طول 1 پا و یک مقطع از یک خط مربع را انتخاب کرد.

در سال 1830 ، مطالعه جدیدی از اهم با عنوان "تلاش برای ایجاد یک تئوری تقریبی از هدایت تک قطبی" ظاهر می شود. فقط در سال 1841 ، اثر اهم به انگلیسی ، در سال 1847 - به ایتالیایی ، در 1860 - به فرانسوی ترجمه شد.

در 16 فوریه 1833 ، هفت سال پس از انتشار مقاله ای که کشف او در آن منتشر شد ، به Omu جایزه استاد فیزیک در مدرسه تازه تاسیس پلی تکنیک نورنبرگ ارائه شد. این دانشمند تحقیقات در زمینه آکوستیک را آغاز می کند. اهم نتایج تحقیقات آکوستیک خود را در قالب یک قانون تدوین کرد که بعدها به قانون آکوستیک اهم معروف شد.

پیش از همه دانشمندان خارجی ، قانون اوم توسط فیزیکدانان روسی لنز و ژاکوبی به رسمیت شناخته شده بود. آنها به شناخت بین المللی وی کمک کردند. با مشارکت فیزیکدانان روسی ، در 5 مه 1842 ، انجمن سلطنتی لندن به مدال طلای اومدی اعطا کرد و وی را به عنوان عضوی برگزید.

در سال 1845 به عنوان عضو كامل آكادمی علوم باواریا انتخاب شد. در سال 1849 ، این دانشمند به عنوان استاد خارق العاده به دانشگاه مونیخ دعوت شد. در همان سال ، وی به عنوان سخنران همزمان در زمینه فیزیک و ریاضی به عنوان حافظ مجمع دولتی دستگاه های فیزیکی و ریاضی منصوب شد. در سال 1852 ، Om پست استاد كامل را گرفت. اوم در 6 ژوئیه 1854 درگذشت. در سال 1881 ، در کنگره الکتروتکنیک در پاریس ، دانشمندان به اتفاق آرا نام واحد مقاومت را تأیید کردند - 1 اهم.

3. انواع قوانین اهم

انواع مختلفی از قانون اهم وجود دارد.

قانون اهم برای بخش زنجیره ای همگن   (فاقد منبع جریان): جریان در هادی مستقیماً با ولتاژ اعمال شده و از نظر معکوس با مقاومت رسانا متناسب است:

قانون اهم برای زنجیره کامل - جریان موجود در مدار متناسب با EMF است که در مدار عمل می کند و از نظر معکوس با مجموع مقاومت مدار و مقاومت داخلی منبع متناسب است.

جایی که من قدرت فعلی هستم

E - نیروی الکتروموتور

R مقاومت خارجی مدار است (یعنی مقاومت از

بخشی از مدار خارج از منبع EMF)

EMF کار نیروهای خارجی (یعنی نیروهای منشاء غیر الکتریکی) در حرکت یک بار در مدار مربوط به بزرگی این بار است.

واحدها:

EMF - ولت

جریان - آمپر

مقاومتها (R و R) - اهم

با استفاده از قانون اساسی مدار الکتریکی (قانون اهم) می توان بسیاری از پدیده های طبیعی را توضیح داد که در نگاه اول مرموز و متناقض به نظر می رسند. به عنوان مثال ، همه ما می دانیم که هر گونه تماس انسان با سیمهای برق زنده کشنده است. فقط یک لمس سیم شکسته شده از یک ولتاژ بالا می تواند یک شخص یا حیوان را با جریان الکتریکی بکشد. اما در عین حال ، ما به طور مداوم می بینیم که چگونه پرندگان بی سر و صدا روی سیم های برق با ولتاژ بالا می نشینند و هیچ چیز جان این موجودات زنده را تهدید نمی کند. پس چگونه می توان توضیحی برای چنین پارادوکسی پیدا کرد؟

اما این پدیده کاملاً ساده توضیح داده می شود اگر تصور کنید که پرنده ای روی سیم الکتریکی یکی از بخش های شبکه الکتریکی است ، مقاومت ثانویه بسیار بالاتر از مقاومت بخش دیگری از همان مدار (یعنی شکاف کمی بین پاهای پرنده) است. در نتیجه ، جریان الکتریکی که روی اولین بخش مدار ، یعنی بر روی بدن پرنده عمل می کند ، برای آن کاملاً ایمن خواهد بود. با این حال ، ایمنی کامل تنها در تماس با محل اتصال سیم ولتاژ بالا به وی تضمین می شود. اما اگر فقط پرنده ای که روی یک خط برق قرار دارد ، یک سیم یا منقار را با یک بال یا منقار یا هر شیئی که در نزدیکی یک سیم قرار دارد (مثلاً قطب تلگراف) قرار داده است ، لمس کند ، به ناچار پرنده بمیرد. از این گذشته ، ستون به طور مستقیم به زمین متصل است و جریان بارهای الکتریکی ، با عبور از بدن پرنده ، قادر به فوراً کشتن آن است ، به سرعت در حال حرکت به سمت زمین است. متأسفانه به همین دلیل بسیاری از پرندگان در شهرها می میرند.

برای محافظت از پرندگان در برابر اثرات مضر برق ، دانشمندان خارجی تجهیزات ویژه ای را برای پرندگان ، جدا شده از جریان الکتریکی ، ایجاد کرده اند. چنین دستگاه هایی روی خطوط برق ولتاژ بالا قرار گرفتند. پرندگانی که روی یک قایق جدا شده قرار دارند ، بدون هیچ گونه خطری برای زندگی ، می توانند سیم ، قطب یا براکت خود را با منقار ، بال یا دم خود لمس کنند. سطح بالاتنه ، به اصطلاح قشر قرنيه پوست انسان بيشترين مقاومت را دارد. مقاومت پوست خشک و دست نخورده می تواند به 40،000 - 100،000 اهم برسد. استونیوم قرنومی بسیار ناچیز است ، فقط 0.05 - 0.2 میلی متر. و به راحتی با ولتاژ 250 ولت از بین می رود. در این حالت ، مقاومت صد برابر کاهش می یابد و هرچه زودتر افت می شود هر چه مدت زمان طولانی تر جریان فعلی روی بدن انسان کاهش یابد. به طرز چشمگیری ، تا 800 - 1000 اهم ، مقاومت بدن انسان ، عرق کردن بیش از حد پوست ، کار بیش از حد ، هیجان عصبی ، مسمومیت را کاهش می دهد. این توضیح می دهد که گاهی اوقات حتی یک ولتاژ کوچک می تواند باعث ایجاد شوک الکتریکی شود. اگر مثلاً مقاومت بدن انسان 700 اهم باشد ، ولتاژ تنها 35 ولت خطرناک خواهد بود به همین دلیل ، به عنوان مثال ، الکتریک ها حتی از تجهیزات محافظ عایق 36 ولت - دستکش لاستیکی یا ابزاری با دستگیره عایق استفاده می کنند.

قانون اهم بسیار ساده به نظر می رسد که دشواری هایی که برای تأسیس آن باید برطرف شود فراموش و فراموش می شود. تأیید قانون اهم کار آسانی نیست و نمی توان آن را به عنوان یک حقیقت آشکار دید؛ در واقع ، برای بسیاری از مواد راضی نیست.

پس این مشکلات چیست؟ آیا نمی توان بررسی کرد که چه عاملی در تغییر تعداد عناصر ستون ولتاژ ، تعیین جریان برای تعداد متفاوتی از عناصر ایجاد می شود؟

واقعیت این است که وقتی تعداد متفاوتی از عناصر را در نظر می گیریم ، کل زنجیره را تغییر می دهیم ، زیرا عناصر اضافی مقاومت اضافی دارند. بنابراین ، باید راهی را برای تغییر ولتاژ بیابید بدون اینکه خود باتری را تغییر دهید. علاوه بر این ، یک جریان با اندازه متفاوت سیم را گرم می کند تا دمای آن به یک درجه حرارت برسد ، و این اثر همچنین می تواند در مقاومت فعلی تأثیر بگذارد. Om (1787-1854) با بهره گیری از پدیده حرارتی که توسط سیبک (1831-1770) در سال 1822 کشف شد ، بر این مشکلات غلبه کرد.

بنابراین ، اهم نشان داد که جریان متناسب با ولتاژ و به طور معکوس متناسب با امپدانس مدار است. این یک نتیجه ساده برای یک آزمایش پیچیده بود. بنابراین حداقل باید اکنون به نظر ما برسد.

معاصران اهم ، به ویژه هموطنان او ، به گونه دیگری فکر می کردند: شاید دقیقاً سادگی قانون اهم بود که ظن آنها را برانگیخت. ام در کار خود با مشکلات روبرو شد ، احساس نیاز کرد. ام به خصوص از این واقعیت که آثار او به رسمیت شناخته نشده افسرده شد. به اعتقاد بریتانیا ، و به ویژه انجمن سلطنتی ، باید گفت که کارهای او در آنجا به خوبی شناخته شده اند. Om یکی از بزرگترین افراد است که نام آنها اغلب با یک نامه کوچک نوشته می شود: نام "om" به واحد مقاومت اختصاص داده شده بود.

4- اولین مطالعات در مورد مقاومت رساناها

هادی چیست؟ محققان اول پاسخ دادند که این یک جزء کاملاً منفعل از مدار الکتریکی است. درگیر شدن در تحقیقات او به معنای سست کردن مغز شخص بر روی معماهای غیرضروری است ، زیرا فقط منبع فعلی یک عنصر فعال است.

این دیدگاه از مسائل برای ما توضیح می دهد که چرا دانشمندان ، حداقل تا سال 1840 ، علاقه کمی به معدود کارهایی که در این راستا انجام شده بودند ، نشان دادند.

بنابراین ، در دومین کنگره دانشمندان ایتالیایی ، که در سال 1840 در تورین برگزار شد (اولین جلسه در پیزا در سال 1839 و حتی اهمیت سیاسی به دست آورد) ، با صحبت در بحث درباره گزارش ارائه شده توسط ماریانی ، د لا ریو اظهار داشت که هدایت بیشتر مایعات مطلق نیست ، "بلکه نسبتاً نسبی است و با تغییر در قدرت فعلی تغییر می کند." اما قانون اهم 15 سال قبل منتشر شد!

از معدود دانشمندانی که پس از اختراع گالوانومتر ، نخستین بار با هدایت رساناها شروع به مقابله کردند ، استفانو ماریانیینی (1866-1790) بود.

او به طور اتفاقی با کشف ولتاژ باتری ها به کشف خود رسید. وی خاطرنشان کرد: با افزایش تعداد عناصر ستون ولت ، اثر الکترومغناطیسی روی پیکان بطور قابل توجهی افزایش نمی یابد. این باعث شده ماریانینی بلافاصله فکر کند که هر عنصر ولت مانعی برای عبور جریان است. او آزمایشاتی را با جفت های "فعال" و "غیرفعال" انجام داد (یعنی متشکل از دو صفحه مسی است که با واشر مرطوب از هم جدا شده اند) و به طور آزمایشی رابطه ای را یافت که خواننده مدرن در صورت عدم پذیرش مقاومت مدار خارجی ، مورد خاصی از قانون اهم را تشخیص خواهد داد. توجه ، همانطور که در تجربه ماریانینی بود.

جورج سیمون اوم (1789-1854) شایستگی های ماریانینی را اذعان کرد ، اگرچه آثار او به او کمک های مستقیم در کار ارائه نمی دادند. Om در مطالعات خود توسط این اثر الهام گرفته شد (نظریه تحلیلی گرما ، پاریس ، 1822) توسط ژان باپتیست فوریه (1768-1830) ، یکی از مهمترین آثار علمی همه زمانه ، خیلی سریع شهرت و تقدیر را در بین ریاضیدانان و فیزیکدانان بدست آورد. از آن زمان Omu به این ایده رسید که مکانیسم "شار گرما" ، که فوریه در مورد آن صحبت می کند ، می تواند به یک جریان الکتریکی در یک هادی تشبیه شود. و درست همانطور که در تئوری فوریه ، جریان گرما بین دو جسم یا بین دو نقطه از یک بدن با اختلاف دما توضیح داده می شود ، دقیقاً همانطور که اهم تفاوت "نیروهای الکتروسکوپی" در دو نقطه از رسانا را توضیح می دهد ، ظاهر یک جریان الکتریکی بین آنها است.

اوم با رعایت این قیاس ، مطالعات تجربی خود را با تعیین هدایت نسبی هادی های مختلف آغاز کرد. وی با استفاده از روشی که اکنون تبدیل به کلاسیک شده است ، وی هادی های نازک مواد مختلف با قطر یکسان را به صورت سری بین دو نقطه مدار وصل کرده و طول آنها را تغییر داده تا جریان خاصی به دست آید. اولین نتایجی که وی امروز موفق به دستیابی به دست آورد ، نسبتاً ناچیز به نظر می رسد. گالوانومتر برقی قانون اهم

برای مثال مورخان از این واقعیت شگفت زده می شوند که مطابق اندازه گیری های اهم ، نقره از هدایت کمتری نسبت به مس و طلا برخوردار است و با توجیهی توضیحی را که بعدا توسط خود اهم داده است می پذیرند ، که براساس آن این آزمایش با یک سیم نقره ای پوشیده شده با یک لایه روغن انجام شده است و این مقدار دقیق را گمراه می کند. قطر

در آن زمان ، در طی آزمایشات ، خطاهای بسیاری وجود داشته است (خلوص کافی فلز ، مشکل در کالیبراسیون سیم ، مشکل در اندازه گیری های دقیق و غیره). مهمترین منبع خطا قطبی شدن باتری ها بود. عناصر دائمی (شیمیایی) هنوز شناخته نشده بودند ، بنابراین در مدت زمان مورد نیاز برای اندازه گیری ها ، نیروی الکترومیو عنصر به طور قابل توجهی تغییر یافت. دقیقاً به همین دلایل باعث بروز خطاهایی شده اند که اهم منجر به نتیجه گیری آزمایش های وی بر روی قانون لگاریتمی وابستگی قدرت فعلی به مقاومت یک هادی متصل بین دو نقطه مدار شده است. پس از انتشار مقاله اول ، اوما پگندورف به او توصیه كرد كه عناصر شیمیایی را ترك كند و از ترموكوپل مس-بیسموت استفاده كند ، كه اندكی قبل از آن توسط سیبك معرفی شده بود.

اهم این توصیه را رعایت کرد و آزمایشات خود را تکرار کرد ، واحدی را با باتری ترموالکتریک مونتاژ می کرد ، در مدار خارجی که هشت سیم مسی با قطر یکسان اما طول های مختلف به صورت سری متصل بودند. او جریان را با نوعی تعادل پیچشی ، که توسط یک فلش مغناطیسی معلق بر روی نخ فلزی تشکیل شده است ، اندازه گیری کرد. وقتی موازی با فلش آن را منحرف کرد ، اهم نخی را که بر روی آن معلق بود پیچید تا پیکان در حالت عادی خود قرار گیرد.

جریان متناسب با زاویه ای که نخ پیچ خورده تلقی می شد. اهم نتیجه گرفت که نتایج آزمایش های انجام شده با هشت سیم مختلف ، "می تواند با استفاده از این معادله بسیار خوب بیان شود

در جایی که X به معنی شدت عمل مغناطیسی رسانا است ، طول آن برابر با x است ، و a و b ثابت هستند ، بسته به نیروی هیجان انگیز و مقاومت به قسمت های باقیمانده مدار بستگی دارد. "

شرایط آزمایش تغییر کرد: مقاومت ها و جفت های حرارتی جایگزین شدند ، اما نتایج هنوز به فرمول بالا کاهش یافت ، که به راحتی به آن می رسد که می دانیم X را با جریان جایگزین می کنیم ، a توسط نیروی الکتروموتور و با b مقاومت در برابر مقاومت کل مدار.

با به دست آوردن این فرمول ، Ohm از آن برای بررسی عملکرد ضرب Schweiger در تغییر جهت فلش و بررسی جریان موجود در مدار خارجی باتری سلول ها ، بسته به نحوه اتصال آنها - به صورت سری یا موازی استفاده می کند. بنابراین ، او توضیح می دهد (همانطور که اکنون در کتابهای درسی انجام شده است) چه چیزی جریان باتری خارجی را تعیین می کند ، سوالی که برای اولین محققان تاریک بود. ام امیدوار بود که کار آزمایشی او راه خود را به دانشگاه باز کند ، که او آنقدر دلش خواست. با این حال ، مقالات بدون توجه به نتیجه رسیدند. سپس وی جای یک معلم را در یک ژیمناسیون کلن ترک کرد و به برلین رفت تا به طور نظری نتایج را درک کند. در سال 1827 ، در برلین ، او کار اصلی خود را ، Die galvanische Kette ، matbe-matisch bearbeitet (مدار گالوانیک به صورت ریاضیاتی توسعه داد) منتشر کرد.

این نظریه ، در توسعه ی وی الهام گرفته است ، همانطور که قبلاً نیز اشاره کردیم ، با استفاده از تئوری تحلیلی گرما ، مفاهیم و تعاریف دقیق نیروی الکتروموتور یا "نیروی الکتروسکوپی" را معرفی می کنیم ، همانطور که از او نامیده می شود ، هدایت پذیری (استارک در لایتونگ) و قدرت فعلی. اوم با بیان قانونی که او به شکلی متفاوت از نویسندگان مدرن ارائه داده است ، آن را برای موارد خاص مدارهای الکتریکی خاص ، که مدار ترموالکتریک از اهمیت ویژه ای برخوردار است ، در مقادیر محدود می نویسد. براین اساس ، وی قوانین شناخته شده تغییر ولتاژ الکتریکی در طول مدار را تدوین می کند.

اما مطالعات نظری اهم نیز بی توجه ماندند و اگر کسی در مورد آنها نوشت ، فقط تمسخر "یک خیال دردناک" بود ، که تنها هدف آن تمایل به فرومایه کردن کرامت طبیعت است. و تنها حدود ده سال بعد ، آثار درخشان او به تدریج شروع به به دست آوردن شناخت مناسب نمودند: در

آلمان توسط پوگندورف و فچنر ، در روسیه - توسط لنز ، در انگلیس - توسط ویتاستون ، در آمریکا - توسط هنری ، در ایتالیا - توسط ماتوچی مورد ستایش قرار گرفت.

در کنار آزمایشات اهم در فرانسه ، A. Becquerel آزمایشات خود را انجام داد ، و در انگلیس - Barlow. آزمایش های اول به ویژه با معرفی یک گالوانومتر دیفرانسیل با سیم پیچ مضاعف از قاب و استفاده از روش اندازه گیری "صفر" بسیار قابل توجه است. آزمایش های بارلو قابل ذکر است زیرا به طور آزمایشی ثابت بودن قدرت جریان در سراسر مدار را تأیید می کردند. این نتیجه گیری در سال 1831 توسط Fechner به جریان باتری داخلی توزیع و توزیع شد و در سال 1851 توسط رودولف کلراوش تعمیم یافت

(180E - 1858) بر روی هادی های مایع ، و سپس دوباره توسط آزمایشات دقیق گوستاو نیازمان (1826-1826) تأیید شد.

5- اندازه گیری های الکتریکی

بکرل از یک گالوانومتر دیفرانسیل برای مقایسه مقاومتهای الکتریکی استفاده کرد. وی با استناد به تحقیقات خود ، قانون مشهور وابستگی به مقاومت یک رسانا به طول و مقطع آن را تدوین کرد. این آثار توسط پویله ادامه یافت و در نسخه های بعدی معروف او به نام "Elements de" توسط او توضیح داده شد

اولین نسخه از آن در سال 1827 ظاهر شد. مقاومت با استفاده از روش مقایسه مشخص شد.

قبلاً در سال 1825 ، ماریانینی نشان داد که در مدارهای شاخه ای ، جریان الکتریکی صرف نظر از اینکه از چه ماده ای ساخته شده باشند ، بر خلاف گفته ولتا ، که بر اساس آن گفته می شود اگر یک شاخه از مدار توسط یک هادی فلزی و بقیه با مایع تشکیل شود ، توزیع می شود. سپس تمام جریان باید از رسانای فلزی عبور کند. آراگو و پویل مشاهدات ماریانینی در فرانسه را محبوب کردند. پوریر در سال 1837 هنوز از قانون اوم آگاه نبود و از این مشاهدات و قوانین بکرل استفاده کرد تا نشان دهد که هدایت مدار معادل دو

زنجیرهای شاخه ای ، برابر با مقدار هدایت هر دو زنجیره. با این کار ، پوریر تحقیق زنجیرهای شاخه ای را آغاز کرد. پووی تعدادی شرط برای آنها تعیین کرد ،

که هنوز زنده است ، و برخی از قوانین خاص که توسط Kirchhoff در سال 1845 در "اصول" معروف او تعمیم داده شده است ..

بیشترین انگیزه برای انجام اندازه گیری های الکتریکی و به ویژه اندازه گیری های مقاومت ، با افزایش نیازهای فناوری و اول از همه مشکلاتی که با ظهور تلگراف برقی بوجود آمده است. برای اولین بار ، ایده استفاده از الکتریسیته برای انتقال سیگنال ها از راه دور در قرن شانزدهم به وجود آمد. ولتا پروژه تلگراف را توصیف کرد و آمپر در سال 1820 با استفاده از پدیده های الکترومغناطیسی برای انتقال سیگنال ها پیشنهاد کرد. ایده آمپر توسط بسیاری از دانشمندان و تکنسین ها به دست آمد: در سال 1833 ، گاوس و وبر یک خط تلگراف ساده در گوتینگن ایجاد کردند که به رصدخانه نجوم و آزمایشگاه فیزیک وصل می شد. اما تلگراف به لطف ساموئل مورس آمریکایی (1791-1872) که در سال 1832 ایده خوبی برای ایجاد یک الفبای تلگراف متشکل از تنها دو شخصیت داشت ، کاربرد عملی دریافت کرد. پس از تلاش های بیشمار مورس ، در سال 1835 سرانجام موفق شد اولین مدل خام تلگراف را در دانشگاه نیویورک به صورت خصوصی بسازد. در سال 1839 ، یک آزمایش

خط بین واشنگتن و بالتیمور و در سال 1844 اولین شرکت آمریکایی که تجاری سازی اختراع جدید را سازماندهی کرد ، توسط مورس ایجاد شد. همچنین این نخستین کاربرد عملی از نتایج تحقیقات علمی در زمینه برق بود.

در انگلستان ، مطالعه و بهبود تلگراف ، چارلز واترستون (1802-1875) ، استاد سابق در ساخت آلات موسیقی را به عهده گرفت. درک اهمیت

اندازه گیری مقاومت ، Wheatstone شروع به جستجوی ساده ترین و دقیق ترین روش ها برای چنین اندازه گیری هایی کرد. روش مقایسه ای که در آن زمان مورد استفاده قرار گرفت ، همانطور که دیدیم ، نتایج غیرقابل اعتماد است ، عمدتا به دلیل عدم وجود منبع انرژی پایدار. قبلاً در سال 1840 ، Wheatstone بدون توجه به ثابت بودن نیروی الکتروموتور ، روشی برای اندازه گیری مقاومت پیدا کرد و دستگاه خود را به ژاکوبی نشان داد. با این حال ، مقاله ای که در آن این وسیله توصیف شده و می توان اولین کار را در زمینه مهندسی برق نامید ، تنها در سال 1843 ظاهر شد. این مقاله "پل" معروف را توصیف می کند ، سپس با نام Wheatstone نامگذاری شده است. در واقع ، چنین دستگاهی توصیف شده است -

در اوایل سال 1833 توسط گونتر کریستی و مستقل از او در سال 1840 ماریانینی. هر دوی آنها روشی برای کاهش به صفر پیشنهاد کردند ، اما توضیحات تئوریکی آنها ، که قانون اوم در آن مورد توجه قرار نگرفته بود ، مطلوب دیگری را برای مطلوب باقی می گذارد.

Wheatstone هوادار اهم بود و قانون او را خیلی خوب می دانست ، بنابراین نظریه ای که او در مورد "پل Wheatstone" داد ، با آنچه در کتاب های درسی ارائه شده بود هیچ تفاوتی ندارد. علاوه بر این ، ویتستون ، به منظور تغییر سریع و راحت مقاومت یک طرف پل برای بدست آوردن قدرت جریان صفر در گالوانومتر موجود در بازوی مورب پل ، سه نوع رئاستات را ساخت (وی خود این کلمه را پیشنهاد کرد

قیاس با "روفور" معرفی شده توسط آمپر ، که در تقلید از آن ، پکل نیز اصطلاح "رئومتر" را ترسیم کرد). نوع اول رئاستات با یک براکت متحرک ، که اکنون مورد استفاده قرار می گرفت ، توسط Wheatstone به صورت قیاس با وسیله مشابهی که توسط Jacobi در سال 1841 مورد استفاده قرار گرفت ایجاد شد. نوع دوم رئوستات به شکل استوانه چوبی بود که در اطراف آن قسمتی از سیم متصل به مدار زخم شده بود که به راحتی از یک سیلندر چوبی باز می گشت. برنز نوع سوم رئاستات مانند "فروشگاه مقاومت" بود که ارنست

ورنر زیمنس (1816-1818) ، دانشمند و صنعتگر ، در سال 1860 بهبود و توزیع گسترده ای شد. پل Wheatstone امکان اندازه گیری نیروهای و مقاومتهای الکتروموتور را فراهم کرد.

ایجاد تلگراف زیر آب ، شاید حتی بیشتر از یک تلگراف هوایی ، نیاز به تدوین روش های اندازه گیری الکتریکی داشت. آزمایشات با تلگراف زیر آب از اوایل سال 1837 آغاز شد و یکی از اولین مشکلاتی که باید حل شود تعیین سرعت انتشار فعلی بود. در اوایل سال 1834 ، Wheatstone با استفاده از آینه های دوار ، همانطور که قبلاً در فصل ذکر کردیم. 8 ، اولین اندازه گیری های این سرعت را انجام داد ، اما نتایج به دست آمده از وی با نتایج Latimer Clark مغایر است و دومی نیز به نوبه خود با مطالعات بعدی دانشمندان دیگر مطابقت ندارد.

در سال 1855 ویلیام تامسون (که بعداً عنوان لرد کلوین را دریافت کرد) دلیل همه این اختلافات را توضیح داد. به گفته تامسون ، سرعت فعلی در هادی از مقدار مشخصی برخوردار نیست. درست همانطور که سرعت انتشار گرما در یک میله به مواد بستگی دارد ، سرعت جریان در یک هادی به محصول مقاومت آن و ظرفیت الکتریکی بستگی دارد. پیروی از این نظریه او ، که در زمانهای "او"

تامسون که مورد انتقاد شدید قرار گرفت ، به مشکلات مرتبط با تلگراف زیرآب پرداخت.

اولین کابل فراتر از اقیانوس اطلس که انگلیس و آمریکا را به هم متصل می کند ، حدود یک ماه کار می کرد ، اما پس از آن بدتر شد. تامسون کابل جدیدی را محاسبه کرد ، اندازه گیری های زیادی از مقاومت و خازن را انجام داد ، با دستگاههای انتقال جدیدی روبرو شد که از جمله آنها می توان به گالوانومتر بازتابنده آستاتیک اشاره کرد که جایگزین یک "ضبط سیفون" از اختراع خود است. سرانجام ، در سال 1866 ، کابل جدید آتلانتیک با موفقیت وارد عمل شد. ایجاد این نخستین تأسیسات برقی بزرگ با توسعه سیستم واحدهای اندازه\u200cگیری الکتریکی و مغناطیسی همراه بود.

اساس متریک الکترومغناطیسی توسط کارل فردریش گاوس (1777-1785) در مقاله معروف خود "Intensitas vis magneticae terrestris ad mensuram absolutam revocata" ("بزرگی قدرت مغناطیسی زمینی در اقدامات مطلق") منتشر شده است ، که در سال 1832 منتشر شد. واحدهای مغناطیسی بین یکدیگر سازگار نیستند

خودش ، حداقل در بیشتر قسمتها ، و به همین دلیل سیستم واحدهای مطلق را بر اساس سه واحد اصلی مکانیک پیشنهاد کرد: دوم (واحد زمان) ، میلی متر (واحد طول) و میلی گرم (واحد جرم). از طریق آنها ، او تمام واحدهای فیزیکی دیگر را بیان کرد و به تعدادی از ابزارهای اندازه گیری ، به ویژه مغناطیس سنج برای اندازه گیری در واحدهای مطلق مغناطیس زمینی رسید. کار گاوس توسط وبر ادامه داشت ، که بسیاری از دستگاهها و دستگاههای خود را که توسط گاوس تصور شده بود ، ساخت. به تدریج ، به ویژه به لطف کار ماکسول ، در کمیسیون اندازه گیری ویژه ایجاد شده توسط انجمن انگلیس ، که گزارش های سالانه را از سال 1861 تا 1867 منتشر می کرد ، ایده ایجاد سیستم های یکپارچه اقدامات ، به ویژه سیستم اندازه گیری الکترومغناطیسی و الکترواستاتیکی بوجود آمد.

اندیشه های مربوط به ایجاد چنین سیستم های مطلق واحدها به تفصیل در گزارش تاریخی برای سال 1873 کمیسیون دوم انجمن انگلیس ارائه شده است. کنگره بین المللی که در سال 1881 در پاریس برگزار شد ، برای اولین بار واحد های بین المللی اندازه گیری را تأسیس کرد و به هر یک از آنها نام خود را به افتخار برخی از فیزیکدانان بزرگ اختصاص داد. بیشتر این نام ها هنوز هم حفظ شده اند: ولت ، اهم ، آمپر ، ژول و غیره

فراز و نشیب های بسیاری در سال 1935 ، سیستم بین المللی جورجی یا MKSQ معرفی شد که متر ، کیلوگرم جرم ، دوم و اهم را برای واحدهای اصلی می گیرد.

"سیستمهای" واحدها با "فرمولهای بعدی" همراه هستند ، که نخستین بار توسط فوریه در نظریه تحلیلی خود از گرما (1822) استفاده کرد و توسط ماکسول ، که نمادی را که در آنها استفاده می شود ، منتشر کرد. معیارشناسی قرن گذشته ، براساس تمایل به توضیح همه پدیده ها با کمک مدلهای مکانیکی ، به فرمول ابعادی که در آن او می خواست هیچ و نه کمتری به عنوان کلید رمز و رازهای طبیعت ببخشد ، اهمیت زیادی داد. در همین زمان ، تعدادی از اظهارات با ماهیت تقریباً جزم گرایانه مطرح شد. بنابراین ، تقریباً یک دگم اجباری این شرط بود که مقادیر اساسی مطمئناً سه بودند. اما در اواخر قرن ، آنها دریافتند كه فرمول های بعدی عرفهای ناب هستند ، در نتیجه ، علاقه به نظریه های بعدی به تدریج كاهش می یابد.

نتیجه گیری

E. لومل ، استاد فیزیک دانشگاه مونیخ ، در مورد اهمیت تحقیقات Om در افتتاح این اثر تاریخی برای دانشمند در سال 1895 به خوبی صحبت کرد:

"کشف اهم یک مشعل روشن بود ، که وسعت برق را که قبل از او در تاریکی پوشیده شده بود ، روشن می کرد. اهم تنها راه صحیح را از طریق یک جنگل غیرقابل تحمل از واقعیت های مبهم نشان داد. موفقیت های قابل توجه در توسعه مهندسی برق ، که ما در دهه های اخیر با تعجب تماشا می کردیم ، فقط می توان به دست آورد تنها کسی که قادر به تسلط بر نیروهای طبیعت است و آنها را کنترل می کند ، می تواند قوانین طبیعت را آشکار سازد ، او از طبیعت تاکنون پنهان شده خود را از طبیعت پاره کرد و آن را به دست معاصر گذراند. ".

فهرست منابع مورد استفاده

Dorfman Y. G. تاریخ جهانی فیزیک. M.، 1979 Ohm G. تعریف قانونی که فلزات با آنها برق تماس برقرار می کنند. - در کتاب: کلاسیک علوم فیزیکی. م. ، 1989

دائرyclالمعارف صد نفر. که جهان را تغییر داد. اهم

پروخوروف A.M. فرهنگنامه دانشنامه فیزیکی ،م. ، 1983

اوری جی فیزیک، T. 2.M.، 1981

Giancoli D. فیزیک، T. 2.M.، 1989

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

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

ارسال شده در Allbest.ru

اسناد مشابه

داستان کشف اسحاق نیوتن از "قانون گرانش جهانی" ، وقایع پیش از این کشف. ماهیت و مرزهای اعمال قانون. تدوین قوانین کپلر و کاربرد آنها در حرکت سیارات ، ماهواره های طبیعی و مصنوعی آنها.

ارائه در تاریخ 07/25/2010 اضافه شد


مطالعه حرکت بدن تحت عمل نیروی ثابت. معادله نوسانگر هارمونیک توضیحات نوسانات یک آونگ ریاضی. حرکت سیارات در اطراف خورشید. راه حل معادله دیفرانسیل. اجرای قانون کپلر ، قانون دوم نیوتن.

چکیده ، اضافه شده 08.24.2015


تاریخچه کشف قانون گرانش. یوهانس کپلر به عنوان یکی از کاشفان قانون حرکت سیاره ای در اطراف خورشید. جوهر و ویژگی های آزمایش کاوندیش. تحلیل تئوری جذابیت متقابل. مرزهای اصلی اجرای قانون.

ارائه در تاریخ 03/29/2011 اضافه شد


مطالعه "قانون ارشمیدس" ، انجام آزمایشاتی برای تعیین نیروی Archimedean. استخراج فرمول برای پیدا کردن جرم مایعات جابجایی و محاسبه چگالی. کاربرد "قانون ارشمیدس" برای مایعات و گازها. توسعه روشي درسي در مورد اين موضوع.

خلاصه درس ، اضافه شده 09/27/2010


اطلاعات بیوگرافی در مورد نیوتن - فیزیک ، ریاضیات و ستاره شناس بزرگ انگلیسی ، آثار او. تحقیق و اکتشافات دانشمند ، آزمایشات در اپتیک و نظریه رنگ. نتیجه گیری اول نیوتن سرعت صدا در یک گاز است که براساس قانون Boyle-Marriott انجام شده است.

ارائه ، اضافه شده 08/26/2015


بررسی دلایل ناهنجاری مغناطیسی. روش هایی برای تعیین مؤلفه افقی میدان مغناطیسی زمین. کاربرد قانون Bio-Savara-Laplace. تعیین علت چرخش فلش پس از اعمال ولتاژ در سیم پیچ گالوانومتر مماس.

کار آزمایشی ، اضافه شده در 2014/5/25


شرح قوانین اساسی نیوتن. ویژگی قانون اول در مورد حفظ توسط بدن حالت استراحت یا حرکت یکنواخت هنگام انجام اقدامات جبران شده سایر بدنها بر روی آن. اصول قانون شتاب بدن. ویژگی های سیستم های مرجع اینرسی.

ارائه در تاریخ 12/16/2014 اضافه شد


قوانین حرکت سیارات کپلر ، شرح مختصر آنها. تاریخچه کشف قانون گرانش جهانی I. نیوتن. تلاش برای ایجاد الگویی از جهان. حرکت اجساد تحت عمل جاذبه. نیروهای گرانشی جاذبه. ماهواره های زمین مصنوعی.

چکیده ، اضافه شده در 25 ژوئیه 2010


بررسی صحت روابط در ارتباط موازی مقاومتها و اولین قانون کیرشف. ویژگی های مقاومت گیرنده ها. روش برای محاسبه ولتاژ و جریان برای ترکیبات مختلف. اصل قانون اهم برای سایت و کل زنجیره.

کار آزمایشگاهی ، اضافه شده در 12/01/2010


تعامل اساسی در طبیعت. تعامل بارهای الکتریکی. خواص بار الکتریکی. قانون حفظ بار الکتریکی. کلمه Coulomb. شکل وکتور و معنای بدنی قانون کولوم. اصل فرض.

ما شروع به انتشار مطالب جدیدی می کنیم "" و در مقاله امروز ما در مورد مفاهیم اساسی صحبت خواهیم کرد ، بدون این که هیچ بحثی درباره یک دستگاه یا مدار الکترونیکی وجود ندارد. منظور شما ممکن است حدس زده باشید جریان ، ولتاژ و مقاومت   addition علاوه بر این ، ما قانونی را که رابطه این کمیت ها را تعیین می کند ، نادیده نمی گیریم ، اما من از خودم جلوتر نخواهم رفت ، بیایید به تدریج حرکت کنیم.

بنابراین بیایید با مفهوم شروع کنیم ولتاژ.

ولتاژ

با تعریف تنش   - این انرژی (یا کار) است که برای جابجایی یک بار مثبت منفرد از نقطه ای با پتانسیل کم به نقطه ای با پتانسیل بالا صرف می شود (یعنی نکته اول پتانسیل منفی بیشتری در مقایسه با نکته دوم دارد). از دوره فیزیک به یاد می آوریم که پتانسیل میدان الکترواستاتیک یک مقیاس مقیاس برابر با نسبت انرژی بالقوه یک بار در یک زمینه به این بار است. بیایید به یک مثال کوچک نگاه کنیم:

یک میدان الکتریکی ثابت در فضا عمل می کند ، شدت آن برابر است ه. دو نقطه را در فاصله قرار دهید د   جدا از هم بنابراین ولتاژ بین دو نقطه چیزی فراتر از اختلاف بالقوه در این نقاط نیست:

در عین حال ، رابطه بین شدت میدان الکترواستاتیک و اختلاف بالقوه بین دو نقطه را فراموش نکنید:

و در آخر فرمولی را دریافت می کنیم که استرس و تنش را به هم وصل می کند:

در الکترونیک ، هنگام در نظر گرفتن مدارهای مختلف ، ولتاژ همچنان اختلاف پتانسیل بین نقاط در نظر گرفته می شود. بر این اساس ، مشخص می شود که ولتاژ موجود در مدار مفهومی است که با دو نقطه مدار همراه است. به عنوان مثال ، مثلاً "ولتاژ در مقاومت" کاملاً صحیح نیست. و اگر در برخی از نقطه ها در مورد ولتاژ صحبت کنند ، آنها به معنی اختلاف بالقوه بین این نقطه و "زمین". بنابراین ، هموار ما در مطالعه الکترونیک به مفهوم مهم دیگری رسیدیم ، یعنی به مفهوم "زمین"   بنابراین "زمین"   در مدارهای الکتریکی ، بیشتر به عنوان نقطه ای از پتانسیل صفر در نظر گرفته می شود (یعنی پتانسیل این نقطه 0 است).

بیایید چند کلمه در مورد واحدها بگوییم که به توصیف ارزش کمک می کنند ولتاژ. واحد است ولت (V). با نگاهی به تعریف مفهوم ولتاژ ، می توانیم به راحتی آن را درک کنیم تا بار بزرگی را جابجا کنیم 1 آویز   بین نقاط با اختلاف بالقوه 1 ولت، انجام کار برابر است 1 ژول. با این کار ، به نظر می رسد همه چیز روشن است و می توانید حرکت کنید

و در ردیف بعدی ما یک مفهوم دیگر ، یعنی جریان.

جریان ، جریان در مدار.

چه چیزی است جریان الکتریکی?

بیایید فکر کنیم چه اتفاقی می افتد اگر ذرات باردار ، به عنوان مثال ، الکترون ها ، تحت تأثیر یک میدان الکتریکی قرار گیرند ... هادی را در نظر بگیرید که تنش:

از جهت استحکام میدان الکتریکی ( ه) می توانیم این عنوان را نتیجه بگیریم \u003d "(! LANG: ارائه شده توسط QuickLaTeX.com" height="16" width="60" style="vertical-align: -4px;"> (вектор напряженности всегда направлен в сторону уменьшения потенциала). На каждый электрон начинает действовать сила:!}

که در آن بار الکترون است.

و از آنجا که الکترون ذره ای با بار منفی است ، بردار نیرو در جهت مخالف با جهت بردار قدرت میدان هدایت می شود. بنابراین ، تحت عمل نیرو ، ذرات به همراه حرکت هرج و مرج ، یک جهت را بدست می آورند (بردار سرعت V در شکل). در نتیجه ، جریان الکتریکی 🙂

جریان حرکت مرتب شده ذرات باردار تحت تأثیر میدان الکتریکی است.

یک نکته مهم این است که به طور کلی پذیرفته می شود که جریان از نقطه ای با پتانسیل مثبت تر به نقطه ای با پتانسیل منفی بیشتر جریان می یابد ، با وجود این که الکترون در جهت مخالف حرکت می کند.

نه تنها الکترون ها می توانند به عنوان حامل های بار عمل کنند. به عنوان مثال ، در الکترولیت ها و گازهای یونیزه شده ، جریان جریان در درجه اول با حرکت یون ها ، که ذرات دارای بار مثبت هستند ، همراه است. بر این اساس ، جهت بردار نیرو که بر روی آنها اعمال می شود (و در عین حال بردار سرعت) با جهت بردار همزمان خواهد شد ه. و در این حالت هیچ تضادی وجود نخواهد داشت ، زیرا جریان دقیقاً در جهت حرکت ذرات جریان می یابد flow

برای ارزیابی جریان موجود در مدار ، آنها به چنین ارزشی به عنوان قدرت جریان رسیدند. بنابراین قدرت فعلی (من) مقداری است که سرعت حرکت یک بار الکتریکی را در یک نقطه مشخص می کند. واحد جریان است آمپر. قدرت فعلی در هادی است 1 آمپراگر برای 1 ثانیه   یک بار از سطح مقطع رسانا عبور می کند 1 آویز.

ما قبلاً مفاهیم را پوشش داده ایم جریان و ولتاژحال بیایید ببینیم که این مقادیر چگونه مرتبط هستند. و برای این ما باید بررسی کنیم که چیست مقاومت رسانا.

مقاومت رسانا / مدار.

اصطلاح " مقاومت"قبلاً برای خودش صحبت می کند"

بنابراین مقاومت - مقدار بدنی که خصوصیات رسانا را برای دخالت مشخص می کند ( مقاومت کردن) عبور جریان الکتریکی.

یک هادی مس را طولانی در نظر بگیرید ل   با سطح مقطع برابر است س:

مقاومت هادی به عوامل مختلفی بستگی دارد:

مقاومت یک مقدار جدولی است.

فرمولی که با آن می توانید مقاومت هادی را محاسبه کنید به شرح زیر است:

برای پرونده ما مساوی خواهد بود 0.0175 (اهم * متر مربع در متر)   - مقاومت مس. بگذارید طول هادی باشد 0.5 مترو سطح مقطع است 0.2 متر مربع میلی متر. سپس:

همانطور که قبلاً از مثال فهمیدید واحد اندازه گیری مقاومت   است اهم 😉

با مقاومت رسانا   همه چیز مشخص است ، وقت آن است که رابطه را مطالعه کنیم ولتاژ ، مقاومت در برابر جریان و مدار.

و در اینجا قانون اساسی همه الکترونیک به ما کمک می کند - قانون اهم:

استحکام جریان در مدار مستقیماً با ولتاژ و از جهت معکوس با مقاومت بخش در نظر گرفته مدار متناسب است.

ساده ترین مدار الکتریکی را در نظر بگیرید:

به شرح زیر از قانون اهم ، ولتاژ و جریان موجود در مدار به شرح زیر است:

بگذارید ولتاژ 10 ولت باشد ، و مقاومت مدار 200 اهم است. سپس جریان موجود در مدار به شرح زیر محاسبه می شود:

همانطور که می بینید ، همه چیز ساده است

شاید این جایی باشد که مقاله امروز ما را تمام کنیم ، از توجه شما سپاسگزارم و به زودی می بینیم! 🙂