Godine 1827. Georg Ohm objavio je svoje istraživanje, koje čini osnovu formule koja se koristi i danas. Ohm je izveo veliki niz eksperimenata koji su pokazali odnos između primijenjenog napona i struje koja teče kroz vodič.

Ovaj zakon je empirijski, odnosno utemeljen na iskustvu. Oznaka "Ohm" usvojena je kao službena SI jedinica za električni otpor.

Ohmov zakon za dio kruga kaže da je električna struja u vodiču izravno proporcionalna razlici potencijala u njemu, a obrnuto proporcionalna njegovom otporu. Uzimajući u obzir da je otpor vodiča (ne treba ga brkati) konstantna vrijednost, to možemo formulirati sljedećom formulom:

• I - struja u amperima (A)
• V - napon u voltima (V)
• R - otpor u ohmima (Ohm)

Za jasnoću: otpornik s otporom od 1 Ohm, kroz koji teče struja od 1 A, ima na svojim stezaljkama potencijalnu razliku (napon) od 1 V.

Njemački fizičar Kirchhoff (poznat po svojim Kirchhoffovim pravilima) napravio je generalizaciju koja se više koristi u fizici:

• σ – vodljivost materijala
• J - gustoća struje
• E - električno polje.

Ohmov zakon i otpornik

Otpornici su pasivni elementi koji pružaju otpor protoku električne struje u krugu. , koji funkcionira u skladu s Ohmovim zakonom, naziva se omski otpor. Kada struja prolazi kroz takav otpornik, pad napona na njegovim stezaljkama proporcionalan je vrijednosti otpora.

Ohmova formula ostaje važeća za krugove s izmjeničnim naponom i strujom. Ohmov zakon nije prikladan za kondenzatore i induktore, budući da njihova strujno-naponska karakteristika (volt-amperska karakteristika) u biti nije linearna.

Ohmova formula također se primjenjuje na strujne krugove s više otpornika, koji mogu biti spojeni u seriju, paralelno ili miješano. Skupine otpornika spojenih u seriju ili paralelno mogu se pojednostaviti kao ekvivalentni otpor.

Članci o povezivanju detaljnije opisuju kako to učiniti.

Njemački fizičar Georg Simon Ohm objavio je svoju cjelovitu teoriju elektriciteta 1827. pod nazivom "teorija galvanskog kruga". Otkrio je da je pad napona na dijelu kruga rezultat rada struje koja teče kroz otpor tog dijela kruga. To je bila osnova zakona koji danas koristimo. Zakon je jedna od osnovnih jednadžbi za otpornike.

Ohmov zakon – formula

Formula Ohmovog zakona može se koristiti kada su poznate dvije od tri varijable. Odnos između otpora, struje i napona može se napisati na različite načine. Ohmov trokut može biti koristan za asimilaciju i pamćenje.

Ispod su dva primjera korištenja takvog kalkulatora trokuta.

Imamo otpornik s otporom od 1 Ohm u krugu s padom napona od 100 V do 10 V na njegovim stezaljkama.Kolika struja teče kroz ovaj otpornik?Trokut nas podsjeća da:
Imamo otpornik otpora 10 Ohma kroz koji teče struja od 2 A pri naponu od 120V.Koliki će biti pad napona na ovom otporniku?Korištenje trokuta nam pokazuje da:Dakle, napon na pinu će biti 120-20 = 100 V.

Ohmov zakon - snaga

Kada električna struja teče kroz otpornik, ona raspršuje određenu količinu energije kao toplinu.

Snaga je funkcija struje koja teče I (A) i primijenjenog napona V (V):

• P - snaga u vatima (V)

U kombinaciji s Ohmovim zakonom za dio kruga, formula se može pretvoriti u sljedeći oblik:

Idealan otpornik rasipa svu energiju i ne pohranjuje električnu ili magnetsku energiju. Svaki otpornik ima ograničenje količine snage koja se može raspršiti bez oštećenja otpornika. Ovo je moć naziva nominalnim.

Okolinski uvjeti mogu smanjiti ili povećati ovu vrijednost. Na primjer, ako je okolni zrak vruć, tada se sposobnost otpornika da odvodi višak topline smanjuje, a naprotiv, kada je temperatura okoline niska, sposobnost odvođenja otpornika raste.

U praksi, otpornici rijetko imaju nazivnu snagu. Međutim, većina otpornika ima nazivnu snagu od 1/4 ili 1/8 vata.

Ispod je kružni grafikon koji će vam pomoći da brzo odredite odnos između snage, struje, napona i otpora. Za svaki od četiri parametra, pokazuje kako izračunati njegovu vrijednost.

Ohmov zakon - kalkulator

The online kalkulator Ohmov zakon omogućuje određivanje odnosa između jakosti struje, električnog napona, otpora vodiča i snage. Za izračun unesite bilo koja dva parametra i kliknite gumb za izračun.

Georg Simon Ohm započeo je svoje istraživanje inspiriran slavnim djelom Jeana Baptistea Fouriera, “Analitička teorija topline”. U ovom radu, Fourier je predstavio protok topline između dvije točke kao temperaturnu razliku i promjenu protok topline povezan s njegovim prolaskom kroz prepreku nepravilnog oblika izrađena od toplinski izolacijskog materijala. Slično, Ohm je razlikom potencijala uzrokovao pojavu električne struje.

Na temelju toga Om je počeo eksperimentirati sa različitih materijala dirigent. Kako bi odredio njihovu vodljivost, spojio ih je u seriju i podesio njihovu duljinu tako da je jakost struje u svim slučajevima ista.

Za takva mjerenja bilo je važno odabrati vodiče istog promjera. Ohm je, mjereći vodljivost srebra i zlata, dobio rezultate koji, prema suvremenim podacima, nisu točni. Stoga je Ohmov srebrni vodič provodio manje električne struje od zlatnog. Sam Om je to objasnio time da je njegov srebrni vodič bio premazan uljem i zbog toga, očito, eksperiment nije dao točne rezultate.

No, to nije bio jedini problem s kojim su fizičari koji su se u to vrijeme bavili sličnim eksperimentima s elektricitetom imali problema. Velike poteškoće s rudarenjem čistih materijala bez nečistoća za eksperimente, poteškoće s kalibracijom promjera vodiča iskrivile su rezultate ispitivanja. Još je veća smetnja bila što se jakost struje tijekom ispitivanja stalno mijenjala, jer su izvor struje bili izmjenični kemijski elementi. U takvim uvjetima Ohm je izveo logaritamsku ovisnost struje o otporu žice.

Nešto kasnije, njemački fizičar Poggendorff, koji se specijalizirao za elektrokemiju, predložio je da Ohm zamijeni kemijske elemente termoelementom od bizmuta i bakra. Om je ponovno započeo svoje eksperimente. Ovaj put je kao bateriju koristio termoelektrični uređaj koji se napaja Seebeckovim efektom. Na njega je spojio u seriju 8 bakrenih vodiča istog promjera, ali različite duljine. Kako bi izmjerio struju, Ohm je pomoću metalne niti objesio magnetsku iglu preko vodiča. Struja koja teče paralelno s ovom strelicom pomaknula ju je u stranu. Kad se to dogodilo, fizičar je uvijao nit dok se strelica nije vratila u prvobitni položaj. Na temelju kuta pod kojim je nit upletena mogla se procijeniti vrijednost struje.

Kao rezultat novog eksperimenta, Ohm je došao do formule:

X = a / b + l

Ovdje x– intenzitet magnetsko polježice, l– duljina žice, a– konstantan napon izvora, b– konstanta otpora ostalih elemenata strujnog kruga.

Ako se okrenemo modernim terminima da bismo opisali ovu formulu, to ćemo dobiti x– jakost struje, A– EMF izvora, b + l– ukupni otpor kruga.

Ohmov zakon za dio kruga

Ohmov zakon za odvojeni dio strujnog kruga kaže: jakost struje u dijelu strujnog kruga raste s povećanjem napona i opada s povećanjem otpora tog dijela.

I=U/R

Na temelju ove formule možemo zaključiti da otpor vodiča ovisi o razlici potencijala. S matematičke točke gledišta, to je točno, ali s fizičke točke gledišta, to je netočno. Ova formula je primjenjiva samo za izračunavanje otpora na zasebnom dijelu kruga.

Dakle, formula za izračunavanje otpora vodiča će imati oblik:

R = p ⋅ l / s

Ohmov zakon za kompletan krug

Razlika između Ohmovog zakona kompletan lanac iz Ohmovog zakona za dio kruga je da sada moramo uzeti u obzir dvije vrste otpora. To je “R” otpor svih komponenti sustava i “r” unutarnji otpor izvora elektromotorne sile. Formula stoga ima oblik:

I = U / R + r

Ohmov zakon za izmjeničnu struju

Izmjenična struja razlikuje se od istosmjerne po tome što se mijenja u određenim vremenskim razdobljima. Naime, mijenja svoj smisao i smjer. Da biste ovdje primijenili Ohmov zakon, morate uzeti u obzir da se otpor u krugu s istosmjernom strujom može razlikovati od otpora u krugu s izmjeničnom strujom. Razlikuje se ako se u krugu koriste komponente s reaktancijom. Reaktancija može biti induktivna (zavojnice, transformatori, prigušnice) ili kapacitivna (kondenzator).

Pokušajmo shvatiti koja je stvarna razlika između reaktivnog i aktivnog otpora u krugu s naizmjenična struja. Već biste trebali shvatiti da se vrijednost napona i struje u takvom krugu mijenja tijekom vremena i, grubo govoreći, imaju valni oblik.

Ako nacrtamo dijagram kako se ove dvije vrijednosti mijenjaju tijekom vremena, dobit ćemo sinusni val. I napon i struja rastu od nule do maksimalne vrijednosti, a zatim, padajući, prolaze nulta vrijednost i postići maksimalnu negativnu vrijednost. Nakon toga ponovno rastu kroz nulu do maksimalne vrijednosti i tako dalje. Kada se kaže da je struja ili napon negativan, to znači da se kreće u suprotnom smjeru.

Cijeli se proces odvija s određenom učestalošću. Točka u kojoj vrijednost napona ili struje od minimalne vrijednosti koja raste do maksimalne vrijednosti prolazi kroz nulu naziva se faza.

Zapravo, ovo je samo predgovor. Vratimo se na reaktivni i aktivni otpor. Razlika je u tome što se u krugu s aktivnim otporom trenutna faza podudara s fazom napona. To jest, i vrijednost struje i vrijednost napona dostižu maksimum u jednom smjeru u isto vrijeme. U tom se slučaju naša formula za izračun napona, otpora ili struje ne mijenja.

Ako krug sadrži reaktanciju, faze struje i napona pomiču se jedna od druge za ¼ perioda. To znači da kada struja dosegne najveću vrijednost, napon će biti nula i obrnuto. Kada se primijeni induktivna reaktancija, faza napona "pretiče" fazu struje. Kada se primijeni kapacitivnost, trenutna faza "pretiče" fazu napona.

Formula za izračunavanje pada napona preko induktivne reaktancije:

U = I ⋅ ωL

Gdje L je induktivitet reaktancije, i ω – kutna frekvencija (vremenska derivacija faze titranja).

Formula za izračunavanje pada napona preko kapacitivnosti:

U = I / ω ⋅ C

S– reaktancijski kapacitet.

Ove dvije formule su posebni slučajevi Ohmovog zakona za varijabilne krugove.

Kompletan će izgledati ovako:

I=U/Z

Ovdje Z– ukupni otpor varijabilni krug poznat kao impedancija.

Kao što su električna struja, napon, otpor i snaga. Došlo je vrijeme za osnovne električne zakone, da tako kažem, osnovu, bez poznavanja i razumijevanja koje je nemoguće proučavati i razumjeti elektronički sklopovi i uređaji.

Ohmov zakon

Električna struja, napon, otpor i snaga svakako su povezani. A odnos između njih opisuje, bez sumnje, najvažniji električni zakon - Ohmov zakon. U pojednostavljenom obliku, ovaj zakon se zove: Ohmov zakon za dio kruga. A ovaj zakon zvuči ovako:

"Jačina struje u dijelu strujnog kruga izravno je proporcionalna naponu i obrnuto proporcionalna električnom otporu danog dijela kruga."

Za praktičnu primjenu, formula Ohmovog zakona može se prikazati u obliku takvog trokuta, koji će, uz glavni prikaz formule, pomoći u određivanju drugih veličina.

Trokut radi na sljedeći način. Da biste izračunali jednu od količina, samo je pokrijte prstom. Na primjer:

U prethodnom smo članku povukli analogiju između struje i vode, te utvrdili odnos između napona, struje i otpora. Također, dobro tumačenje Ohmovog zakona može biti sljedeća slika koja jasno pokazuje suštinu zakona:

Na njemu vidimo da "Volt" (napon) čovjek gura "Ampere" (strujni) čovjek kroz vodič, koji povlači zajedno "Ohm" (otpor) čovjek. Pa ispada da što jači otpor sabija vodič, struja kroz njega teže prolazi (“jačina struje je obrnuto proporcionalna otporu dionice strujnog kruga” - ili što je veći otpor, to je lošiji za struju i manji to je). Ali napon ne spava i gura struju svom snagom (što je veći napon, to je veća struja ili - "jačina struje u dijelu kruga izravno je proporcionalna naponu").

Kad svjetiljka počne slabo svijetliti, kažemo "baterija je prazna". Što mu se dogodilo, što znači da je ispražnjen? To znači da se napon baterije smanjio i više ne može "pomoći" struji da prevlada otpor krugova svjetiljke i žarulje. Dakle, ispada da što je veći napon, to je veća struja.

Serijski spoj - serijski sklop

Kod serijskog spajanja potrošača, npr. običnih žarulja, struja u svakom potrošaču je ista, ali će napon biti različit. Kod svakog potrošača napon će pasti (smanjiti se).

A Ohmov zakon u serijskom krugu će izgledati ovako:

Kada su spojeni u seriju, otpori potrošača se zbrajaju. Formula za izračunavanje ukupnog otpora:

Paralelni spoj – paralelni krug

Na paralelna veza, na svaki potrošač se dovodi isti napon, ali struja kroz svaki od potrošača, ako je njihov otpor različit, bit će različita.

Ohmov zakon za paralelni krug koji se sastoji od tri potrošača izgledat će ovako:

Na paralelna veza ukupni otpor kruga će uvijek biti manji od vrijednosti najmanjeg pojedinačnog otpora. Ili također kažu da će "otpor biti manji od najmanjeg".

Ukupni otpor kruga koji se sastoji od dva potrošača u paralelnom spoju:

Ukupni otpor kruga koji se sastoji od tri potrošača u paralelnom spoju:

Za veći broj potrošača proračun se radi na temelju toga da se kod paralelnog spoja vodljivost (recipročna vrijednost otpora) računa kao zbroj vodljivosti svakog potrošača.

Električna energija

Snaga je fizikalna veličina koja karakterizira brzinu prijenosa ili pretvorbe električna energija. Snaga se izračunava pomoću sljedeće formule:

Dakle, znajući napon izvora i mjerenje potrošene struje, možemo odrediti snagu koju troši električni uređaj. I obrnuto, znajući snagu električnog uređaja i napon mreže, možemo odrediti količinu potrošene struje. Takvi izračuni ponekad su potrebni. Na primjer, osigurači se koriste za zaštitu električnih uređaja. prekidači. Da biste odabrali pravu zaštitnu opremu, morate znati trenutnu potrošnju. Osigurači koji se koriste u Kućanski aparati, u pravilu, podliježu popravku i dovoljno ih je obnoviti

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja jednostavno je. Koristite obrazac u nastavku

Studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam vrlo zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA REPUBLIKE BJELORUSIJE

Odjel za prirodne znanosti

Esej

Ohmov zakon

Završeno:

Ivanov M. A.

Uvod

1. Opći obrazac Ohmov zakon

2. Povijest otkrića Ohmovog zakona, kratka biografija znanstvenik

3. Vrste Ohmovih zakona

4. Prva istraživanja otpora vodiča

5. Električna mjerenja

Zaključak

Literatura, drugi izvori informacija

Uvod

Pojave vezane uz elektricitet uočene su u drevna Kina, Indija i drevna grčka nekoliko stoljeća prije početka naše ere. Oko 600. pr. Kr., kako kažu sačuvane legende, starogrčki filozof Tales iz Mileta znao je svojstvo jantara trljanog o vunu da privlači lagane predmete. Inače, stari Grci su riječju "elektron" nazivali jantar. Od njega je došla i riječ "elektricitet". Ali Grci su samo promatrali fenomen elektriciteta, ali ga nisu mogli objasniti.

19. stoljeće bilo je puno otkrića vezanih uz elektricitet. Jedno otkriće dovelo je do čitavog niza otkrića tijekom nekoliko desetljeća. Električna energija se počela pretvarati iz predmeta istraživanja u potrošnu robu. Započelo je njegovo široko uvođenje u razna područja proizvodnje. Izmišljeni su i stvoreni elektromotori, generatori, telefon, telegraf, radio. Počinje uvođenje električne energije u medicinu.

Napon, struja i otpor - fizikalne veličine, karakteriziranje pojava koje se javljaju u električnim krugovima. Ove su količine međusobno povezane. Tu vezu prvi je proučavao njemački fizičar 0m. Ohmov zakon otkriven je 1826.

1. Opći pogled na Ohmov zakon

Ohmov zakon ide ovako: Jakost struje u dijelu strujnog kruga izravno je proporcionalna naponu u ovom dijelu (za određeni otpor) i obrnuto proporcionalna otporu odjeljka (za određeni napon): I = U / R, iz formule to slijedi da je U = IHR i R = U / I. Budući da otpor danog vodiča ne ovisi ni o naponu ni o struji, tada posljednju formulu treba čitati na sljedeći način: otpor danog vodiča jednak je omjeru napon na njegovim krajevima na jakost struje koja kroz njega teče. U električnim krugovima najčešće su vodiči (potrošači električne energije) spojeni serijski (na primjer, žarulje u vijencima božićnog drvca) i paralelno (na primjer, kućanski električni uređaji).

Uz serijski spoj, strujna snaga u oba vodiča (žarulja) je ista: I = I1 = I2, napon na krajevima razmatranog dijela kruga je zbroj napona na prvoj i drugoj svjetiljci: U = U1 + U2. Ukupni otpor presjeka jednak je zbroju otpora žarulja R = R1 + R2.

Kada su otpornici spojeni paralelno, napon na dionici strujnog kruga i na krajevima otpornika je isti: U = U1 = U2. Struja u nerazgranatom dijelu kruga jednaka je zbroju struja u pojedinačnim otpornicima: I = I1 + I2. Ukupni otpor sekcije manji je od otpora svakog otpornika.

Ako su otpori otpornika isti (R1 = R2), tada je ukupni otpor dionice. Ako su tri ili više otpornika spojena paralelno u krug, tada ukupni otpor može biti -

nalazi se formulom: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/RN. Paralelno se spajaju mrežni potrošači koji su predviđeni za napon jednak naponu mreže.

Dakle, Ohmov zakon uspostavlja odnos između jakosti struje ja u vodiču i razlika potencijala (napona) U između dviju fiksnih točaka (odjeljaka) ovog vodiča:

Faktor proporcionalnosti R, ovisno o geometrijskim i električnim svojstvima vodiča i temperaturi, naziva se omski otpor ili jednostavno otpor danog dijela vodiča.

2. Povijest otkrića Ohmovog zakona, kratka biografija znanstvenika

Georg Simon Ohm rođen je 16. ožujka 1787. u Erlangenu, u obitelji nasljednog mehaničara. Nakon što je završio školu, Georg je ušao u gradsku gimnaziju. Gimnaziju u Erlangenu nadziralo je sveučilište. Nastavu u gimnaziji izvodila su četiri profesora. Georg je, nakon što je završio srednju školu, u proljeće 1805. započeo studij matematike, fizike i filozofije na Filozofskom fakultetu Sveučilišta u Erlangenu.

Nakon studija od tri semestra prihvatio je poziv da preuzme mjesto nastavnika matematike na privatna školaŠvicarski grad Gottstadt.

Godine 1811. vratio se u Erlangen, diplomirao na sveučilištu i doktorirao. Odmah po završetku sveučilišta ponuđeno mu je mjesto privatnog docenta na odjelu za matematiku istog sveučilišta.

Godine 1812. Ohm je imenovan učiteljem matematike i fizike u školi u Bambergu. Godine 1817. objavio je svoje prvo tiskano djelo, posvećeno metodici nastave „Najviše najbolja opcija podučavajući geometriju u pripremnoj nastavi." Ohm je počeo istraživati ​​elektricitet. Ohm je svoj električni mjerni instrument temeljio na dizajnu Coulombovih torzijskih vaga. Ohm je rezultate svojih istraživanja objedinio u obliku članka pod naslovom "Preliminarno izvješće o zakonu prema kojem metali provoditi kontaktni elektricitet." Članak je objavljen 1825. u časopisu za fiziku i kemiju, koji je uređivao Schweigger. Međutim, izraz koji je pronašao i objavio Ohm pokazao se netočnim, što je bio jedan od razloga njegovog dugotrajnog ne -prepoznavanje Poduzevši sve mjere opreza, unaprijed eliminirajući sve potencijalne izvore pogreške, Ohm je započeo nove dimenzije.

Pojavljuje se njegov poznati članak "Definicija zakona prema kojem metali provode kontaktni elektricitet, zajedno s nacrtom teorije voltaičnog aparata i Schweiggerovog množitelja", objavljen 1826. u Journal of Physics and Chemistry.

U svibnju 1827. „Teorijska istraživanja električni krugovi"volumen od 245 stranica, koji je sada sadržavao Ohmovo teoretsko razmišljanje o električnim krugovima. U ovom radu, znanstvenik je predložio karakterizaciju električnih svojstava vodiča njegovim otporom i uveo ovaj izraz u znanstvenu upotrebu. Ohm je pronašao jednostavniju formulu za zakon odsječka električnog kruga koji ne sadrži EMF: „Jačina struje u galvanskom krugu izravno je proporcionalna zbroju svih napona i obrnuto proporcionalna zbroju zadanih duljina. U ovom slučaju, ukupna smanjena duljina definirana je kao zbroj svih pojedinačnih smanjenih duljina za homogene presjeke koji imaju različite vodljivosti i različite poprečne presjeke."

Godine 1829. pojavio se njegov članak "Eksperimentalna studija o radu elektromagnetskog množitelja", u kojem su postavljeni temelji teorije električnih mjernih instrumenata. Ovdje je Ohm predložio jedinicu otpora, za koju je odabrao otpor bakrene žice dugačke 1 stopu i presjeka od 1 kvadratne linije.

Godine 1830. pojavila se Ohmova nova studija, “Pokušaj stvaranja približne teorije unipolarne vodljivosti”. Tek je 1841. Ohmovo djelo prevedeno na Engleski jezik, 1847. - na talijanski, 1860. - na francuski.

Dana 16. veljače 1833., sedam godina nakon objavljivanja članka u kojem je objavljeno njegovo otkriće, Ohmu je ponuđeno mjesto profesora fizike na novoorganiziranoj Politehničkoj školi u Nürnbergu. Znanstvenik započinje istraživanja u području akustike. Ohm je rezultate svojih akustičkih istraživanja formulirao u obliku zakona, koji je kasnije postao poznat kao Ohmov akustički zakon.

Ruski fizičari Lenz i Jacobi prvi su među stranim znanstvenicima prepoznali Ohmov zakon. Pomogli su i njegovom međunarodnom priznanju. Uz sudjelovanje ruskih fizičara, 5. svibnja 1842. Kraljevsko društvo u Londonu dodijelilo je Ohmu zlatnu medalju i izabralo ga za člana.

Godine 1845. izabran je za redovitog člana Bavarske akademije znanosti. Godine 1849. znanstvenik je pozvan na Sveučilište u Münchenu na mjesto izvanrednog profesora. Iste godine imenovan je čuvarom Državne zbirke fizikalnih i matematičkih instrumenata, a istodobno je držao predavanja iz fizike i matematike. Godine 1852. Ohm je dobio mjesto redovnog profesora. Ohm je umro 6. srpnja 1854. Godine 1881., na kongresu elektrotehnike u Parizu, znanstvenici su jednoglasno odobrili naziv jedinice otpora - 1 Ohm.

3. Vrste Ohmovih zakona

Postoji nekoliko vrsta Ohmovog zakona.

Ohmov zakon za homogeni dio lanca (ne sadrži izvor struje): struja u vodiču izravno je proporcionalna primijenjenom naponu i obrnuto proporcionalna otporu vodiča:

Ohmov zakon za kompletan krug - jakost struje u krugu proporcionalna je EMF-u koji djeluje u krugu i obrnuto proporcionalna zbroju otpora kruga i unutarnjeg otpora izvora.

gdje je I trenutna snaga

E - elektromotorna sila

R je vanjski otpor kruga (tj. otpor toga

dio kruga koji se nalazi izvan izvora emf)

EMF je rad vanjskih sila (tj. sila neelektričnog podrijetla) za pomicanje naboja u krugu, povezan s veličinom tog naboja.

Jedinice:

EMF - volti

Struja - ampera

Otpori (R i r) - ohmi

Primjenom osnovnog zakona električnog kruga (Ohmov zakon) moguće je objasniti mnoge prirodne pojave koje na prvi pogled djeluju tajanstveno i paradoksalno. Na primjer, svi znaju da je svaki ljudski kontakt s električnim žicama pod naponom smrtonosan. Samo jedan dodir puknute visokonaponske žice može usmrtiti osobu ili životinju strujnim udarom. Ali u isto vrijeme stalno vidimo ptice kako mirno sjede na dalekovodima visokog napona i ništa ne prijeti životima ovih živih bića. Kako onda pronaći objašnjenje za takav paradoks?

I ovaj se fenomen može objasniti prilično jednostavno ako zamislimo da je ptica na električnoj žici jedan od dijelova električne mreže, otpor drugog znatno premašuje otpor drugog dijela istog kruga (to jest, mali razmak između ptičjih nogu). Prema tome, električna struja koja djeluje na prvom dijelu kruga, odnosno na tijelu ptice, bit će potpuno sigurna za nju. Međutim, potpuna sigurnost zajamčena je samo kada dođe u dodir s dijelom visokonaponske žice. Ali ako ptica koja se smjestila na dalekovod dotakne žicu ili bilo koji predmet koji se nalazi blizu žice (na primjer, telegrafski stup) svojim krilom ili kljunom, ptica će neizbježno umrijeti. Uostalom, stup je izravno povezan sa zemljom, a protok električnih naboja, koji prolazi kroz tijelo ptice, može ga odmah ubiti, brzo se krećući prema zemlji. Nažalost, iz tog razloga mnoge ptice umiru u gradovima.

Kako bi zaštitili ptice od štetnog djelovanja struje, strani su znanstvenici razvili posebne naprave - ptičje sjedalice izolirane od električne struje. Takvi uređaji postavljani su na vodovi visokog napona prijenos snage Ptice, koje sjede na izoliranom stajalištu, mogu svojim kljunovima, krilima ili repovima dotaknuti žice, stupove ili nosače bez ikakvog rizika za život. Najveći otpor ima površina gornjeg, tzv. stratum corneuma ljudske kože. Otpor suhe i netaknute kože može doseći 40 000 - 100 000 Ohma. Stratum corneum kože je vrlo malen, svega 0,05 - 0,2 mm. a lako se probija s naponom od 250 V. Otpor se u tom slučaju smanjuje sto puta i pada to brže što struja duže djeluje na ljudsko tijelo. Povećano znojenje kože, prekomjerni rad, živčano uzbuđenje i opijenost oštro smanjuju otpor ljudskog tijela, do 800 - 1000 Ohma. To objašnjava da ponekad čak i mali napon može izazvati strujni udar. Ako je npr. otpor ljudskog tijela 700 Ohma, tada će biti opasan napon od samo 35 V. Zato npr. električari čak i kada rade s naponom od 36 V koriste izolaciju zaštitna oprema- gumene rukavice ili alat s izoliranim drškama.

Ohmov zakon izgleda tako jednostavan da su poteškoće koje su se morale prevladati pri njegovom uspostavljanju zanemarene i zaboravljene. Ohmov zakon nije lako ispitati i ne treba ga uzeti kao očitu istinu; Doista, za mnoge materijale to ne vrijedi.

Koje su zapravo te poteškoće? Nije li moguće provjeriti što uzrokuje promjena broja elemenata naponskog stupca određivanjem struje pri različitim brojevima elemenata?

Činjenica je da kada uzmemo različiti broj elemenata, mijenjamo cijeli lanac, jer dodatni elementi također imaju dodatni otpor. Stoga je potrebno pronaći način kako promijeniti napon bez mijenjanja same baterije. Osim toga, različite vrijednosti struje zagrijavaju žicu na različite temperature, a ovaj učinak također može utjecati na snagu struje. Ohm (1787-1854) je prevladao te poteškoće iskoristivši fenomen termoelektriciteta, koji je otkrio Seebeck (1770-1831) 1822. godine.

Tako je Ohm pokazao da je struja proporcionalna naponu i obrnuto proporcionalna impedanciji kruga. Bio je to jednostavan rezultat za složen eksperiment. Barem bi nam se sada tako trebalo činiti.

Ohmovi suvremenici, osobito njegovi sunarodnjaci, mislili su drugačije: možda je jednostavnost Ohmova zakona pobudila njihovu sumnju. Om je naišao na poteškoće u svojoj karijeri i bio je u potrebi; Om je bio posebno deprimiran činjenicom da njegovi radovi nisu prepoznati. Zaslugom Velike Britanije, a posebno kraljevsko društvo, valja reći da je Ohmov rad tamo dobio zasluženo priznanje. Om je među onim velikanima čija se imena često nalaze ispisana malim slovima: naziv "om" dat je jedinici otpora.

4. Prva istraživanja otpora vodiča

Što je dirigent? To je čisto pasivno komponenta električni krug, odgovorili su prvi istraživači. Proučavati ga jednostavno znači razbijati glavu nepotrebnim misterijama, jer... samo je trenutni izvor aktivni element.

Ovakav pogled na stvari objašnjava zašto znanstvenici, barem prije 1840. godine, nisu pokazivali gotovo nikakvo zanimanje za ono malo radova koji su se vodili u tom smjeru.

Tako je na drugom kongresu talijanskih znanstvenika, održanom u Torinu 1840. (prvi se sastao u Pisi 1839. i čak je dobio određeno političko značenje), govoreći u raspravi o izvješću koje je podnio Marianini, De la Rive tvrdio da vodljivost većina tekućina nije apsolutna, "već relativna i varira s promjenama u jačini struje." Ali Ohmov zakon objavljen je 15 godina ranije!

Među rijetkim znanstvenicima koji su prvi počeli proučavati pitanje vodljivosti vodiča nakon izuma galvanometra bio je Stefano Marianini (1790.-1866.).

Do svog je otkrića došao slučajno dok je proučavao napon baterije. Primijetio je da se s povećanjem broja elemenata voltičnog stupca elektromagnetski učinak na iglu ne povećava zamjetno. Zbog toga je Marianini odmah pomislio da svaki naponski element predstavlja prepreku prolasku struje. Napravio je pokuse s parovima "aktivno" i "neaktivno" (tj. koji se sastoje od dvije bakrene ploče odvojene mokrim odstojnikom) i eksperimentalno pronašao omjer u kojem moderni čitatelj prepoznaje poseban slučaj Ohmov zakon, kada se ne uzima u obzir otpor vanjskog strujnog kruga, kao što je bio slučaj u Marianinijevom pokusu.

Georg Simon Ohm (1789-1854) prepoznao je Marianinijeve zasluge, iako njegova djela nisu izravno pomogla Ohmu u njegovom radu. Ohm je u svojim istraživanjima bio inspiriran radom ("Analitička teorija topline", Pariz, 1822.) Jeana Baptistea Fouriera (1768.-1830.) - jednim od najznačajnijih znanstveni radovi svih vremena, koja je vrlo brzo stekla slavu i veliku pohvalu među tadašnjim matematičarima i fizičarima. Došao je na ideju da se mehanizam "toka topline" o kojem govori Fourier može usporediti s električnom strujom u vodiču. I kao što se u Fourierovoj teoriji protok topline između dva tijela ili između dviju točaka istog tijela objašnjava razlikom u temperaturi, na isti način Ohm objašnjava pojavu električne struje između njih razlikom u “elektroskopskim silama” na dvije točke vodiča.

Slijedeći ovu analogiju, Ohm je započeo svoja eksperimentalna istraživanja određivanjem relativnih vrijednosti vodljivosti različitih vodiča. Koristeći metodu koja je danas postala klasična, spojio je tanke vodiče od raznih materijala istog promjera i mijenjali njihovu duljinu tako da se dobiva određena struja. Prvi rezultati koje je uspio postići danas se čine prilično skromnima. ohmov zakon električni galvanometar

Povjesničari su, na primjer, iznenađeni Ohmovim mjerenjima srebra koje je manje vodljivo od bakra i zlata, i snishodljivo prihvaćaju Ohmovo vlastito objašnjenje da je eksperiment izveden na srebrnoj žici obloženoj slojem ulja, što je dovelo u zabludu u pogledu točne vrijednosti. vrijednost promjer

U to vrijeme postojali su mnogi izvori pogrešaka pri provođenju eksperimenata (nedovoljna čistoća metala, poteškoće u kalibraciji žice, poteškoće u točnim mjerenjima itd.). Najvažniji izvor pogreške bila je polarizacija baterija. Trajni (kemijski) elementi tada još nisu bili poznati, pa se tijekom vremena potrebnog za mjerenja elektromotorna sila elementa značajno mijenjala. Upravo su ti razlozi uzrokovali pogreške koje su dovele Ohma da na temelju svojih pokusa dođe do logaritamskog zakona ovisnosti struje o otporu vodiča spojenog između dvije točke u strujnom krugu. Nakon objave Ominog prvog članka, Poggendorff mu je savjetovao da odustane kemijski elementi i bolje je koristiti termoelement bakar-bizmut, koji je malo prije uveo Seebeck.

Ohm je poslušao taj savjet i ponovio svoje pokuse, sastavljajući instalaciju s termoelektričnom baterijom, u čiji je vanjski strujni krug bilo serijski spojeno osam bakrenih žica istog promjera, ali različite duljine. Izmjerio je jakost struje pomoću neke vrste torzijske vage koju je formirala magnetska igla obješena na metalnu nit. Kad ju je struja usporedna sa strelicom skrenula, Ohm je zavrtio nit na kojoj je bila obješena dok strelica nije bila u svom uobičajenom položaju;

Smatralo se da je jakost struje proporcionalna kutu pod kojim je nit bila upletena. Ohm je zaključio da se rezultati eksperimenata napravljenih s osam različitih žica "mogu vrlo dobro izraziti jednadžbom

gdje X označava intenzitet magnetskog djelovanja vodiča čija je duljina jednaka x, a a i b su konstante koje ovise o pobudnoj sili, odnosno o otporu preostalih dijelova kruga.”

Uvjeti eksperimenta su se promijenili: otpori i termoelektrični parovi su zamijenjeni, ali rezultati su se i dalje sveli na gornju formulu, koja se vrlo jednostavno pretvara u onu nama poznatu ako X zamijenimo jakošću struje, a elektromotornom silom i b+x ukupni otpor kruga.

Dobivši ovu formulu, Ohm je koristi za proučavanje učinka Schweigerovog množitelja na otklon igle i proučavanje struje koja prolazi u vanjskom krugu baterije ćelija, ovisno o tome kako su spojene - u seriju ili u paralelno. Na taj način on objašnjava (kao što se sada radi u udžbenicima) što određuje vanjsku struju baterije, pitanje koje je ranim istraživačima bilo prilično nejasno. Om se nadao da će mu njegov eksperimentalni rad otvoriti put do sveučilišta, koje je toliko želio. Međutim, članci su prošli nezapaženo. Tada je napustio svoje profesorsko mjesto na gimnaziji u Kölnu i otišao u Berlin teorijski osmisliti dobivene rezultate. Godine 1827. u Berlinu je objavio svoje glavno djelo “Die galvanische Kette, mathe-matisch bearbeitet” (“Galvanski sklop razvijen matematički”).

Ova teorija, u čijem je razvoju bio inspiriran, kao što smo već naznačili, Fourierovom analitičkom teorijom topline, uvodi koncepte i precizne definicije elektromotorna sila, ili "elektroskopska sila" kako je naziva Ohm, električna vodljivost (Starke der Leitung) i struja. Izrazivši zakon koji je izveo u diferencijalnom obliku koji su dali suvremeni autori, Ohm ga zapisuje u konačnim veličinama za posebne slučajeve specifičnih električnih krugova, od kojih je posebno važan termoelektrični krug. Na temelju toga formulira poznate zakone promjene električnog napona duž kruga.

Ali Ohmove teorijske studije također su prošle nezapaženo, a ako je itko pisao o njima, bilo je to samo kako bi ismijao "morbidnu fantaziju, čija je jedina svrha želja da se omalovaži dostojanstvo prirode." A tek deset godina kasnije njegova su briljantna djela postupno počela dobivati ​​dužna priznanja: in

U Njemačkoj su ih cijenili Poggendorff i Fechner, u Rusiji Lenz, u Engleskoj Wheatstone, u Americi Henry, u Italiji Matteucci.

Istodobno s Ohmovim pokusima A. Becquerel izvodi svoje pokuse u Francuskoj, a Barlow u Engleskoj. Pokusi prvog posebno su značajni uvođenjem diferencijalnog galvanometra s okvirom dvostrukog namota i korištenjem metode mjerenja "nula". Barlowljevi pokusi su vrijedni spomena jer su eksperimentalno potvrdili postojanost jakosti struje kroz cijeli krug. Ovaj je zaključak potvrdio i proširio na unutarnju struju baterije Fechner 1831. godine, generalizirao ga je 1851. Rudolf Kohlrausch

(180E--1858) na tekućim vodičima, a zatim još jednom potvrđeno pažljivim eksperimentima Gustava Niedmanna (1826--1899).

5. Električna mjerenja

Becquerel je koristio diferencijalni galvanometar za usporedbu električnih otpora. Na temelju svojih istraživanja formulirao je poznati zakon ovisnosti otpora vodiča o njegovoj duljini i presjeku. Ove je radove nastavio Pouillet i opisao ih je u kasnijim izdanjima svojih slavnih “Elements de

physique experimentale” (“Osnove eksperimentalne fizike”), čije je prvo izdanje izašlo 1827. godine. Otpori su određeni metodom usporedbe.

Marianini je već 1825. godine pokazao da se u razgranatim strujnim krugovima električna struja raspoređuje po svim vodičima, bez obzira od kojeg su materijala načinjeni, suprotno izjavi Volte, koji je smatrao da ako jednu granu strujnog kruga čini metalni vodič, a ostatak tekućinom, tada sva struja mora proći kroz metalni vodič. Arago i Pouillet popularizirali su Marianinijeva zapažanja u Francuskoj. Još ne poznavajući Ohmov zakon, Pouillet je 1837. godine upotrijebio ta opažanja i Becquerelove zakone kako bi pokazao da je vodljivost kruga jednaka dva

razgranatih krugova jednak je zbroju vodljivosti obaju krugova. Ovim radom Pouillet je postavio temelje proučavanju razgranatih lanaca. Pouillet je za njih uspostavio niz izraza,

koji su još uvijek živi, ​​te neke posebne zakone koje je Kirchhoff generalizirao 1845. u svojim poznatim “principima”.

Najveći poticaj za izvođenje električna mjerenja, a posebno mjerenja otpora, dala je povećana potreba tehnologije, a prvenstveno problemi koji su nastali pojavom električnog telegrafa. Ideja o korištenju električne energije za prijenos signala na daljinu prvi put se pojavila u 18. stoljeću. Volta je opisao telegrafski projekt, a Ampere je još 1820. predložio korištenje elektromagnetskih pojava za prijenos signala. Ampereovu ideju preuzeli su mnogi znanstvenici i tehničari: 1833. godine Gauss i Weber izgradili su jednostavnu telegrafsku liniju u Göttingenu, povezujući astronomski opservatorij i fizikalni laboratorij. Ali praktičnu upotrebu Telegraf je dobio zahvaljujući Amerikancu Samuelu Morseu (1791.-1872.), koji je 1832. godine došao na uspješnu ideju o stvaranju telegrafske abecede koja se sastojala od samo dva znaka. Nakon brojnih pokušaja, Morse je konačno uspio privatno izgraditi prvi grubi model telegrafa na Sveučilištu New York 1835. Godine 1839. pokusni

linije između Washingtona i Baltimorea, a 1844. nastala je prva američka tvrtka za komercijalno iskorištavanje novog izuma, koju je organizirao Morse. Bila je to ujedno i prva praktična primjena rezultata znanstvenih istraživanja na području elektroenergetike.

U Engleskoj je Charles Wheatstone (1802.-1875.), bivši majstor za izradu, počeo proučavati i usavršavati telegraf. glazbeni instrumenti. Shvaćanje važnosti

mjerenja otpora, Wheatstone je počeo tražiti najjednostavnije i najtočnije metode za takva mjerenja. Metoda usporedbe koja se tada koristila, kao što smo vidjeli, dala je nepouzdane rezultate, uglavnom zbog nedostatka stabilnih izvora napajanja. Wheatstone je već 1840. pronašao način za mjerenje otpora bez obzira na postojanost elektromotorne sile i pokazao svoj uređaj Jacobiju. Međutim, članak u kojem se opisuje ovaj uređaj i koji se s pravom može nazvati prvim radom na području elektrotehnike, pojavio se tek 1843. godine. Ovaj članak opisuje poznati "most", tada nazvan po Wheatstoneu. Zapravo, takav uređaj je opisan -

još 1833. Gunther Christie i samostalno 1840. Marianini; Obojica su predložili metodu redukcije na nulu, ali su njihova teorijska objašnjenja, koja nisu uzimala u obzir Ohmov zakon, ostavljala mnogo toga za poželjeti.

Wheatstone je bio Ohmov obožavatelj i vrlo je dobro poznavao njegov zakon, tako da se njegova teorija o "Wheatstoneovom mostu" ne razlikuje od onoga što se sada daje u udžbenicima. Osim toga, Wheatstone je, kako bi brzo i prikladno promijenio otpor jedne strane mosta kako bi dobio nultu struju u galvanometru uključenom u dijagonalni krak mosta, dizajnirao tri vrste reostata (samu riječ predložio je on

analogija s “reoforom” koji je uveo Ampere, po ugledu na koji je Peclet također uveo pojam “reometar”). Prvi tip reostata s pomičnim nosačem, koji se i danas koristi, stvorio je Wheatstone po analogiji sa sličnim uređajem koji je koristio Jacobi 1841. godine. Drugi tip reostata imao je oblik drvenog cilindra oko kojeg je bila omotana dio žice spojene na strujni krug, koji se lako premotao iz drvenog cilindra u broncu. Treći tip reostata bio je sličan "spremniku otpora" koji je Ernst

Werner Siemens (1816-1892), znanstvenik i industrijalac, poboljšan i široko rasprostranjen 1860. "Wheatstoneov most" omogućio je mjerenje elektromotornih sila i otpora.

Stvaranje podvodnog telegrafa, možda čak i više od zračnog, zahtijevalo je razvoj električnih mjernih metoda. Pokusi s podvodnim telegrafima započeli su još 1837. godine, a jedan od prvih problema koji je trebalo riješiti bilo je određivanje brzine prostiranja struje. Davne 1834. Wheatstone je pomoću rotirajućih zrcala, koja smo već spomenuli u pogl. 8, napravio je prva mjerenja ove brzine, ali su njegovi rezultati bili u suprotnosti s rezultatima Latimera Clarka, a potonji, pak, nisu odgovarali kasnijim studijama drugih znanstvenika.

Godine 1855. William Thomson (koji je kasnije dobio titulu lord Kelvin) objasnio je razlog svih ovih razlika. Prema Thomsonu, brzina struje u vodiču nema određenu vrijednost. Kao što brzina širenja topline u štapu ovisi o materijalu, tako i brzina struje u vodiču ovisi o umnošku njegovog otpora i električnog kapaciteta. Slijedeći ovu svoju teoriju, koja je u njegovo vrijeme

bio izložen žestokim kritikama, Thomson se pozabavio problemima vezanim uz podvodnu telegrafiju.

Prvi transatlantski kabel koji povezuje Englesku i Ameriku radio je oko mjesec dana, ali se onda pokvario. Thomson je proračunao novi kabel, izvršio brojna mjerenja otpora i kapacitivnosti, te došao do novih odašiljačkih uređaja, od kojih treba spomenuti astatički reflektivni galvanometar, zamijenjen "sifonskim snimačem" vlastitog izuma. Konačno, 1866. godine, novi transatlantski kabel uspješno je pušten u rad. Stvaranje ove prve velike elektrotehničke građevine pratio je razvoj sustava jedinica električnih i magnetskih mjerenja.

Osnove elektromagnetske metrike postavio je Carl Friedrich Gauss (1777-1855) u svom poznatom članku “Intensitas vis magneticae terrestris ad mensuram absolutam revocata” (“Veličina sile zemaljskog magnetizma u apsolutnim mjerama”), objavljenom 1832. Gauss je primijetio da se različite magnetske mjerne jedinice ne mogu usporediti

sam, barem većim dijelom, te je stoga predložio sustav apsolutnih jedinica temeljen na tri osnovne jedinice mehanike: sekunda (jedinica za vrijeme), milimetar (jedinica za duljinu) i miligram (jedinica za masu). Njima je izrazio sve druge fizikalne jedinice i izumio niz mjernih instrumenata, posebice magnetometar za mjerenje zemljinog magnetizma u apsolutnim jedinicama. Gaussov rad nastavio je Weber, koji je izgradio mnoge vlastite instrumente i instrumente koje je Gauss zamislio. Postupno, posebno zahvaljujući Maxwellovom radu, obavljenom u posebnoj komisiji za mjerenja koju je stvorilo British Association, koja je objavljivala godišnja izvješća od 1861. do 1867., pojavila se ideja za stvaranjem jedinstvenih sustava mjera, posebno sustava elektromagnetskih i elektrostatičke mjere.

Ideja o stvaranju takvih apsolutnih sustava jedinica detaljno je izložena u povijesnom izvješću iz 1873. godine od strane druge komisije Britanskog udruženja. Sazvan u Parizu 1881. godine, Međunarodni kongres je prvi put uspostavio međunarodne mjerne jedinice, dajući svakoj od njih ime u čast nekog velikog fizičara. Većina ovih imena još uvijek ostaje: volt, ohm, amper, joule itd. Poslije

mnogo zaokreta, Međunarodni Georgiejev sustav, ili MKSQ, uveden je 1935. godine, koji kao osnovne jedinice uzima metar, kilogram-masu, sekundu i ohm.

Uz "sustave" jedinica povezane su "dimenzijske formule", koje je prvi upotrijebio Fourier u svojoj analitičkoj teoriji topline (1822.), a proširio Maxwell, koji je uspostavio notaciju koja se u njima koristi. Mjeriteljstvo prošlog stoljeća, temeljeno na želji da se svi fenomeni objasne mehaničkim modelima, dalo je veliki značaj formule dimenzija, u kojima je htjela vidjeti ni više ni manje kao ključ tajni prirode. Istodobno je iznijet niz izjava gotovo dogmatske naravi. Tako je bila gotovo obvezna dogma da moraju postojati tri osnovne veličine. Ali do kraja stoljeća počeli su shvaćati da su dimenzionalne formule čisto konvencionalne, zbog čega je interes za dimenzionalne teorije počeo postupno opadati.

Zaključak

Profesor fizike na Sveučilištu u Münchenu E. Lommel dobro je govorio o značaju Ohmovih istraživanja na otvaranju spomenika znanstveniku 1895. godine:

"Ohmovo otkriće bilo je sjajna baklja koja je osvijetlila područje elektriciteta koje je prije bilo obavijeno tamom. Ohm je pokazao jedini ispravan put kroz neprohodnu šumu nedokučivih činjenica. Izuzetni uspjesi u razvoju elektrotehnike, koje smo promatrana s čuđenjem u posljednjim desetljećima, moglo se postići samo "Na temelju Ohmovog otkrića. Samo je on u stanju dominirati i kontrolirati sile prirode, tko može razotkriti zakone prirode, Ohm je oteo prirodi tajnu koju je skrivala za tako dugo i predao ga svojim suvremenicima«.

Popis korištenih izvora

Dorfman Ya.G. Svjetska povijest fizičari. M., 1979 Ohm G. Određivanje zakona prema kojem metali provode kontaktni elektricitet. - U knjizi: Klasici fizikalnih znanosti. M., 1989

Enciklopedija Sto ljudi. Koja je promijenila svijet. Ohm.

Prokhorov A. M. Fizički enciklopedijski rječnik, M., 1983

Orir J. Fizika, tom 2. M., 1981

Giancoli D. Fizika, tom 2. M., 1989

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

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

Objavljeno na Allbest.ru

Slični dokumenti

Priča o otkriću Isaaca Newtona o "Zakonu univerzalna gravitacija", događaji koji su prethodili ovom otkriću. Bit i granice primjene zakona. Formulacija Keplerovih zakona i njihova primjena na kretanje planeta, njihovih prirodnih i umjetnih satelita.

prezentacija, dodano 25.07.2010


Proučavanje gibanja tijela pod utjecajem stalne sile. Jednadžba harmonijskog oscilatora. Opis titranja matematičkog njihala. Kretanje planeta oko Sunca. Riješenje diferencijalna jednadžba. Primjena Keplerova zakona, drugi Newtonov zakon.

sažetak, dodan 24.08.2015


Povijest otkrića zakona univerzalne gravitacije. Johannes Kepler kao jedan od otkrivača zakona planetarnog gibanja oko Sunca. Bit i značajke Cavendisheva eksperimenta. Analiza teorije sila obostrana privlačnost. Osnovne granice primjenjivosti prava.

prezentacija, dodano 29.03.2011


Proučavanje "Arhimedovog zakona", provođenje pokusa za određivanje Arhimedove sile. Izvođenje formula za određivanje mase istisnute tekućine i izračunavanje gustoće. Primjena "Arhimedovog zakona" za tekućine i plinove. Metodološki razvoj lekcije na ovu temu.

bilješke za lekciju, dodano 27.09.2010


Biografski podaci o Newtonu - velikom engleskom fizičaru, matematičaru i astronomu, njegova djela. Istraživanja i otkrića znanstvenika, eksperimenti u optici i teoriji boja. Newtonov prvi izvod brzine zvuka u plinu, temeljen na Boyle-Mariotteovom zakonu.

prezentacija, dodano 26.08.2015


Proučavanje uzroka magnetske anomalije. Metode određivanja horizontalne komponente jakosti magnetskog polja Zemlje. Primjena Biot-Savart-Laplaceovog zakona. Utvrđivanje razloga skretanja strelice nakon primjene napona na svitak tangentno-galvanometra.

test, dodan 25.06.2015


Opis osnovnih Newtonovih zakona. Značajke prvog zakona o očuvanju stanja mirovanja ili jednolikog gibanja tijela pod kompenziranim djelovanjem drugih tijela na njega. Načela zakona ubrzanja tijela. Značajke inercijalnih referentnih sustava.

prezentacija, dodano 16.12.2014


Keplerovi zakoni gibanja planeta, njihov kratak opis. Povijest otkrića Zakona univerzalne gravitacije I. Newtona. Pokušaji stvaranja modela svemira. Gibanje tijela pod utjecajem sile teže. Gravitacijske sile privlačenja. Umjetni Zemljini sateliti.

sažetak, dodan 25.07.2010


Provjera valjanosti odnosa kod paralelnog spajanja otpornika i prvog Kirchhoffovog zakona. Značajke impedancije prijemnika. Metoda proračuna napona i struje za različite spojeve. Bit Ohmovog zakona za dionicu i za cijeli krug.

laboratorijski rad, dodano 01.12.2010


Temeljne interakcije u prirodi. Međudjelovanje električnih naboja. Svojstva električno punjenje. Zakon održanja električnog naboja. Formulacija Coulombova zakona. Vektorski oblik i fizikalno značenje Coulombova zakona. Princip superpozicije.

Kažu: "Ako ne znaš Ohmov zakon, ostani kod kuće." Pa saznajmo (zapamtimo) kakav je ovo zakon i hrabro pođimo u šetnju.

Osnovni pojmovi Ohmovog zakona

Kako razumjeti Ohmov zakon? Samo trebate shvatiti što je što u njegovoj definiciji. I trebali biste početi određivanjem struje, napona i otpora.

Jačina struje I

Neka u nekom vodiču teče struja. Odnosno, postoji usmjereno kretanje nabijenih čestica - na primjer, to su elektroni. Svaki elektron ima elementarni električni naboj (e= -1,60217662 × 10 -19 Coulomb). U tom će slučaju određeni električni naboj jednak zbroju svih naboja strujanja elektrona proći kroz određenu površinu u određenom vremenskom razdoblju.

Omjer naboja i vremena naziva se jakost struje. Što više naboja prođe kroz vodič u određenom vremenu, to je struja veća. Jakost struje mjeri se u Amper.

Napon U, odnosno razlika potencijala

To je upravo ono što pokreće elektrone. Električni potencijal karakterizira sposobnost polja da izvrši rad za prijenos naboja s jedne točke na drugu. Dakle, između dvije točke vodiča postoji razlika potencijala, a električno polje radi prijenos naboja.

Fizička veličina jednaka radu efektivnog električno polje pri prijenosu električnog naboja, a naziva se napon. Mjereno u Voltach. Jedan Volt je napon koji, kada se naboj kreće 1 Cl vrši rad jednak 1 Džul.

Otpor R

Struja, kao što znamo, teče u vodiču. Neka to bude neka vrsta žice. Krećući se po žici pod utjecajem polja, elektroni se sudaraju s atomima žice, vodič se zagrijava, a atomi u kristalnoj rešetki počinju vibrirati, stvarajući još više problema za kretanje elektrona. Taj se fenomen naziva otpor. Ovisi o temperaturi, materijalu, presjeku vodiča i mjeri se u Omaha.

Formulacija i objašnjenje Ohmovog zakona

Zakon njemačkog učitelja Georga Ohma vrlo je jednostavan. Ono glasi:

Jačina struje u dijelu kruga izravno je proporcionalna naponu i obrnuto proporcionalna otporu.

Georg Ohm izveo je ovaj zakon eksperimentalno (empirijski) u 1826 godina. Naravno, što je veći otpor dijela kruga, to će struja biti manja. Prema tome, što je veći napon, to je veća struja.

Usput! Za naše čitatelje sada postoji popust od 10% na

Ova formulacija Ohmovog zakona je najjednostavnija i prikladna je za dio kruga. Kad kažemo "dijel strujnog kruga", mislimo da je to homogeni dio u kojem nema izvora struje s EMF-om. Pojednostavljeno rečeno, ovaj odjeljak sadrži neku vrstu otpora, ali na njemu nema baterije koja daje samu struju.

Ako uzmemo u obzir Ohmov zakon za kompletan krug, njegova će formulacija biti malo drugačija.

Neka imamo krug, on ima izvor struje koji stvara napon i neku vrstu otpora.

Zakon će biti napisan na sljedeći način:

Objašnjenje Ohmovog zakona za šuplji lanac nije bitno drugačije od objašnjenja za dio lanca. Kao što vidite, otpor se sastoji od samog otpora i unutarnjeg otpora izvora struje, a umjesto napona u formuli se pojavljuje elektromotorna sila izvora.

Usput, pročitajte o tome što je EMF u našem zasebnom članku.

Kako razumjeti Ohmov zakon?

Da bismo intuitivno razumjeli Ohmov zakon, okrenimo se analogiji predstavljanja struje u obliku tekućine. To je upravo ono što je mislio Georg Ohm kada je provodio pokuse koji su doveli do otkrića zakona nazvanog po njemu.

Zamislimo da struja nije kretanje čestica nositelja naboja u vodiču, već kretanje toka vode u cijevi. Najprije se voda pumpom diže do crpne stanice, a odatle pod utjecajem potencijalne energije teži prema dolje i teče kroz cijev. Štoviše, što više pumpa pumpa vodu, to će brže teći u cijevi.

Iz toga slijedi da će brzina protoka vode (jačina struje u žici) biti veća što je potencijalna energija vode (razlika potencijala) veća.

Jačina struje izravno je proporcionalna naponu.

Sada se okrenimo otporu. Hidraulički otpor je otpor cijevi zbog njezina promjera i hrapavosti stijenke. Logično je pretpostaviti da što je veći promjer, manji je otpor cijevi i više velika količina njegovim presjekom protjecat će voda (jača struja).

Jačina struje obrnuto je proporcionalna otporu.

Ova se analogija može napraviti samo za temeljno razumijevanje Ohmovog zakona, budući da je njegov izvorni oblik zapravo prilično gruba aproksimacija, koja, unatoč tome, nalazi izvrsnu primjenu u praksi.

U stvarnosti, otpor tvari nastaje zbog vibracija atoma kristalne rešetke, a struja je posljedica gibanja slobodnih nositelja naboja. U metalima, slobodni nositelji su elektroni koji su pobjegli iz atomskih orbita.

U ovom smo članku pokušali dati jednostavno objašnjenje Ohmovog zakona. Poznavanje ovih naizgled jednostavnih stvari može vam dobro poslužiti na ispitu. Naravno, dali smo najjednostavniju formulaciju Ohmovog zakona i nećemo sada ići u džunglu više fizike, baveći se aktivnim i reaktivnim otporom i drugim suptilnostima.

Ukoliko imate takvu potrebu, naše osoblje će Vam rado pomoći. I na kraju, pozivamo vas da pogledate zanimljiv video o Ohmovom zakonu. Ovo je stvarno edukativno!