Georg Om je 1827. objavio svoje studije koje čine osnovu formule koja se koristi do danas. Ohm je izveo veliki niz eksperimenata koji su pokazali odnos između primijenjenog napona i struje koja teče kroz vodič.

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

Ohmov zakon o lančanom dijelu  navodi da je električna struja u vodiču izravno proporcionalna razlici potencijala u njemu i obrnuto proporcionalna njegovom otporu. Uzimajući u obzir da je otpor vodiča (ne treba ga brkati) stalna vrijednost, to možemo organizirati sljedećom formulom:

• I - struja u amperima (A)
• V - napon u voltima (V)
• R - otpor u ohima (Ohma)

Radi jasnoće, otpornik s otporom od 1 ohm kroz koji prolazi struja od 1 A ima potencijalnu razliku (napon) od 1 V.

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

• σ je vodljivost materijala
• J je gustoća struje
• E je električno polje.

Ohmov zakon i otpornik

Otpornici su pasivni elementi koji odolijevaju protoku električne struje u krugu. , koji djeluje u skladu s Ohmovim zakonom, naziva se ohmički otpor. Kad struja prođe kroz takav otpornik, pad napona preko njegovih terminala proporcionalan je vrijednosti otpora.

Ohmova formula i dalje vrijedi za sklopove s izmjeničnim naponom i strujom. Za kondenzatore i induktore Ohmov zakon nije prikladan, jer njihova I-V karakteristika (karakteristika struje-napona) u stvari nije linearna.

Ohmova formula djeluje i na sklopove s nekoliko otpornika koji se mogu spojiti serijski, paralelno ili imati mješovitu vezu. Grupe otpornika povezane serijski ili paralelno mogu se pojednostaviti kao ekvivalentni otpor.

Članci o povezivanju opisuju detaljnije kako to učiniti.

Njemački fizičar Georg Simon Om objavio je 1827. godine svoju cjelovitu teoriju električne energije pod imenom "teorija galvanskih krugova". Otkrio je da je pad napona u dijelu kruga rezultat struje koja teče kroz otpor ovog dijela kruga. To je bilo osnova zakona koji danas koristimo. Zakon je jedna od osnovnih jednadžbi otpornika.

Ohmov zakon - formula

Ohmova zakonska formula može se upotrijebiti kada su poznate dvije od tri varijable. Odnos između otpora, struje i napona može se napisati na različite načine. Za asimilaciju i pamćenje može biti koristan "Ohmov trokut".

Slijede dva primjera upotrebe takvog trokutastog kalkulatora.

Imamo otpornik s otporom od 1 ohma u krugu s padom napona od 100V na 10V na njegovim terminalima.Koja struja teče kroz ovaj otpornik?Trokut nas podsjeća na:
Imamo otpornik s otporom 10 ohma kroz koji struja 2 ampera teče naponom 120V.Kakav će biti pad napona preko ovog otpornika?Upotreba trokuta pokazuje nam da:Dakle, napon na izlazu bit će 120-20 \u003d 100 V.

Ohmov zakon - moć

Kad električna struja teče kroz otpornik, raspodjeljuje određeni dio snage u obliku topline.

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

• P - snaga u vatima (V)

U kombinaciji s Ohmovim zakonom za odjeljak lanca, formula se može pretvoriti u sljedeći oblik:

Idealni otpornik rasipa svu energiju i ne pohranjuje električnu ili magnetsku energiju. Svaki otpornik ima ograničenje snage koja se može rasuti bez oštećenja otpornika. To je moć zvani par.

Ambijentalni uvjeti mogu smanjiti ili povećati ovu vrijednost. Na primjer, ako je vanjski zrak vruć, sposobnost raspršivanja viška topline na otporniku smanjuje se, a zaokretom, pri niskoj temperaturi okoline, povećava se raspršena sposobnost otpornika.

U praksi otpornici rijetko imaju oznaku nazivne snage. Međutim, većina otpornika ima nazivnu vrijednost od 1/4 ili 1/8 vata.

Slijedi dijagram pita koji vam pomaže brzo prepoznati odnos snage, struje, napona i otpora. Za svaki od četiri parametra prikazano je kako izračunati njegovu vrijednost.

Ohmov zakon - kalkulator

Ovaj online Ohmov kalkulator zakona omogućuje vam određivanje odnosa snage struje, napona, otpora vodiča i snage. Da biste izračunali, unesite bilo koja dva parametra i kliknite gumb za izračun.

Georg Simon Om započeo je svoje istraživanje nadahnuto slavnim radom Jean Baptiste Fourier "Analitička teorija topline". U ovom je radu Fourier predstavio toplinski tok između dviju točaka kao temperaturnu razliku, a promjenu toplinskog toka povezao je s njegovim prolaskom kroz prepreku nepravilnog oblika od toplinski izolacijskog materijala. Slično tome, Ohm je uzrokovao pojavu električne struje potencijalnom razlikom.

Na temelju toga Ohm je počeo eksperimentirati s različitim materijalima dirigenta. Da bi odredio njihovu vodljivost, povezao ih je u seriji i prilagodio njihovu duljinu tako da je snaga struje u svim slučajevima ista.

Za takva mjerenja bilo je važno odabrati vodiče istog promjera. Ohm, mjerenje vodljivosti srebra i zlata, dobio je rezultate koji, prema modernim podacima, nisu točni. Dakle, srebrni vodič u Ohmu provodio je manje električne struje od zlata. Sam Om je to objasnio činjenicom da je njegov kondukter iz srebra bio premazan uljem i zbog toga, očito, eksperiment nije dao točne rezultate.

Međutim, s tim nisu imali problema samo fizičari, koji su se u to vrijeme bavili sličnim eksperimentima s električnom energijom. Velike poteškoće s ekstrakcijom čistih materijala bez nečistoća za eksperimente, poteškoće u kalibraciji promjera vodiča iskrivile su rezultate ispitivanja. Još je veći udar bio to što se jačina struje stalno mijenjala tijekom ispitivanja, jer su izmjenični kemijski elementi služili kao izvor struje. U takvim je uvjetima Ohm izveo logaritamsku ovisnost jakosti struje o otpornosti žice.

Nešto kasnije, njemački fizičar Poggendorf, specijaliziran za elektrokemiju, predložio je Omu da kemijske elemente zamijeni termoelementom napravljenim od bizmuta i bakra. Om je započeo svoje eksperimente iznova. Ovog puta koristio je termoelektrični uređaj koji djeluje na Seebeck efekt kao bateriju. Na njega je uzastopno priključio 8 bakrenih vodiča istog promjera, ali različitih duljina. Za mjerenje trenutne snage, Ohm je metalnom iglom objesio magnetsku iglu preko metalne žice. Struja koja teče paralelno sa ovom strelicom odmaknula ju je u stranu. Kad se to dogodilo, fizičar je zavrtio nit sve dok se strelica nije vratila u prvobitni položaj. Na temelju kuta pod kojim je nit bila uvrtana, bilo je moguće prosuditi vrijednost trenutne čvrstoće.

Kao rezultat novog eksperimenta, Om je došao do formule:

X \u003d a / b + l

ovdje X- intenzitet magnetskog polja žice,   l  - duljina žica   Je izvor konstantnog napona, b  - konstantan otpor preostalih elemenata kruga.

Ako se opišemo modernim izrazima za opisivanje ove formule, to dobivamo X  - jačina struje i  - izvor EMF, b + l  - ukupni otpor kruga.

Ohmov zakon o lančanom dijelu

Ohmov zakon za jedan presjek kruga kaže: jakost struje u dijelu kruga raste s porastom napona i opada s povećanjem otpora ovog dijela.

I \u003d U / R

Na temelju ove formule možemo odlučiti da otpor vodiča ovisi o razlici potencijala. S gledišta matematike, ovo je ispravno, ali lažno sa stajališta fizike. Ova formula je primjenjiva samo za izračunavanje otpora u zasebnom dijelu kruga.

Stoga će formula za proračun otpora vodiča imati oblik:

R \u003d p ⋅ l / s

Ohmov zakon za cijeli lanac

Razlika između Ohmovog zakona za cjeloviti krug i Ohmovog zakona za jedan dio kruga je da sada moramo uzeti u obzir dvije vrste otpora. Ovo je otpor "R" svih komponenti sustava i "r" unutarnji otpor izvora elektromotorne sile. Formula stoga ima oblik:

I \u003d U / R + r

Ohmov zakon za izmjeničnu struju

Naizmenična struja razlikuje se od jednosmerne struje po tome što ona varira s određenim vremenskim periodima. Točnije, mijenja svoje značenje i smjer. Za primjenu Ohmovog zakona ovdje je potrebno uzeti u obzir da se otpor u krugu s istosmjernom strujom može razlikovati od otpora u krugu s izmjeničnom strujom. A razlikuje se ako se u strujnom krugu koriste komponente s reaktancijom. Reaktancija može biti induktivna (zavojnice, transformatori, prigušnice) i kapacitivna (kondenzator).

Pokušajmo ustanoviti koja je stvarna razlika između reaktancije i aktivnog otpora u krugu izmjenične struje. Već ste trebali shvatiti da se vrijednost napona i jačine struje u takvom krugu mijenja s vremenom i da ima, grubo rečeno, valni oblik.

Ako shematski zamislimo kako se te dvije vrijednosti s vremenom mijenjaju, dobit ćemo sinusoid. I napon i jačina struje s nule porastu na maksimalnu vrijednost, zatim, ispuštajući, prolaze kroz nultu vrijednost i dostižu maksimalnu negativnu vrijednost. Nakon toga se opet dižu kroz nulu do maksimalne vrijednosti i tako dalje. Kad se kaže da su amperaža ili napon negativni, to znači da se kreću u suprotnom smjeru.

Cijeli se proces događa s određenom periodičnošću. Točka u kojoj vrijednost napona ili struje od minimalne vrijednosti koja raste do maksimalne vrijednosti prolazi kroz nulu, naziva se fazom.

Zapravo, ovo je samo predgovor. Povratak na reaktivni i aktivni otpor. Razlika je u tome što se u krugu s aktivnim otporom trenutna faza podudara s fazom napona. Odnosno, i trenutna i vrijednost napona dosežu maksimum u jednom smjeru. U ovom se slučaju naša formula za izračunavanje napona, otpora ili struje ne mijenja.

Ako krug sadrži reaktanciju, faze struje i napona se pomiču jedna od druge za ¼ razdoblje. To znači da kad struja dostigne svoju maksimalnu vrijednost, napon će biti nula i obrnuto. Kada se primjeni induktivna reaktancija, naponska faza „nadjača“ trenutnu fazu. Kada se primijeni kapacitet, trenutna faza "nadmaši" fazu napona.

Formula za izračunavanje pada napona preko induktivne reaktancije:

U \u003d I ⋅ ωL

gdje L  - induktivnost reaktancije i ω - kutna frekvencija (vremenski derivat oscilacijske faze).

Formula za izračunavanje pada napona preko kapaciteta:

U \u003d I / ω ⋅ C

C  - kapacitet reaktancije.

Te su dvije formule posebni slučajevi Ohmovog zakona za promjenjive lance.

Potpuno će izgledati ovako:

I \u003d U / Z

ovdje Z  - impedancija varijabilnog kruga poznata kao impedancija.

Kao što su električna struja, napon, otpor i snaga. Bio je red na osnovne električne zakone, osnovu, da tako kažem, bez čijeg znanja i razumijevanja nemoguće je proučiti i razumjeti elektroničke sklopove i uređaje.

Ohmov zakon

Električna struja, napon, otpor i snaga, naravno, međusobno su povezani. A odnos među njima opisuje, bez sumnje, najvažniji električni zakon - ohmov zakon, U pojednostavljenom obliku, ovaj se zakon naziva: Ohmov zakon za dio lanca. A ovaj zakon zvuči ovako:

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

Za praktičnu primjenu, formula Ohmovog zakona može se predstaviti u obliku takvog trokuta, koji će uz glavni prikaz formule pomoći u određivanju preostalih količina.

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

U prethodnom smo članku napravili analogiju između električne energije i vode i otkrili odnos napona, struje i otpora. Također, dobra interpretacija Ohmovog zakona može poslužiti kao sljedeća slika, koja vizualno prikazuje bit zakona:

Na njemu vidimo da čovjek Volt (napon) gura čovjeka Ampera (struja) kroz vodič koji vuče Ohmovog čovjeka (otpor). Tako se ispostavilo da što jači provodnik komprimira otpor, to jača struja prolazi kroz njega ("jačina struje je obrnuto proporcionalna otporu odjeljka kruga" - ili što je veći otpor, to veća struja pada i manje je). Ali napon ne spava i gura struju svim svojim silama (što je napon veći, to je veća struja ili - "jačina struje u dijelu kruga izravno je proporcionalna naponu").

Kad se baterija počne zamračiti, kažemo da je "baterija mrtva". Što joj se dogodilo, što znači da je otpuštena? To znači da se napon akumulatora smanjio i više nije u stanju „pomoći“ struji da nadvlada otpor krugova svjetiljke i žarulje. Pa ispada da što je veći napon, to je veća i struja.

Serijski priključak - serijski krug

Kada serijski spajate potrošače, na primjer, uobičajene žarulje, jačina struje kod svakog potrošača je jednaka, ali napon će se razlikovati. Na svakom od potrošača napon će pasti (opadati).

A Ohmov zakon u serijskom krugu izgledat će kao:

Kad se spoje serijski, otpori potrošača se sabiraju. Formula za izračun ukupnog otpora:

Paralelna veza - paralelni krug

Uz paralelnu vezu, na svaki se potrošač primjenjuje isti napon, ali struja kroz svakog od potrošača, ako je njihov otpor različit, bit će različita.

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

Uz paralelnu vezu, ukupni otpor kruga uvijek će biti manji od vrijednosti najmanjeg pojedinačnog otpora. Ili kažu da će "otpor biti manji od najmanjeg".

Ukupni otpor kruga, koji se sastoji od dva potrošača, paralelno:

Ukupni otpor kruga, koji se sastoji od tri potrošača, paralelno:

Za veći broj potrošača proračun se temelji na činjenici da se paralelnim spajanjem vodljivost (uzajamnost otpora) izračunava kao zbroj vodljivosti svakog potrošača.

Električna snaga

Snaga je fizička količina koja karakterizira brzinu prijenosa ili pretvorbe električne energije. Snaga se izračunava prema sljedećoj formuli:

Dakle, znajući napon izvora i mjereći potrošnju struje, možemo odrediti snagu koju uređaj troši. I obrnuto, znajući snagu uređaja i mrežni napon, možemo odrediti količinu potrošene struje. Takvi su proračuni ponekad potrebni. Na primjer, osigurači ili prekidači koriste se za zaštitu električnih uređaja. Da biste odabrali pravi zaštitni uređaj, morate znati trenutnu potrošnju. Osigurači koji se koriste u kućanskim aparatima obično su popravljivi i dovoljno ih je obnoviti

Slanje vašeg dobrog rada u bazu znanja je jednostavno. Upotrijebite donji obrazac

Studenti, diplomirani studenti, mladi znanstvenici koji u svom radu i radu koriste bazu znanja bit će vam jako zahvalni.

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

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA REPUBLIKE BELORUSIJE

Odjel za prirodne znanosti

sažetak

Ohmov zakon

Izradio:

Ivanov M.A.

uvod

1. Opći prikaz Ohmovog zakona

2. Povijest otkrića Ohmovog zakona, kratka biografija znanstvenika

3. Vrste Ohmovih zakona

4. Prve studije otpora vodiča

5. Električna mjerenja

zaključak

Literatura, drugi izvori informacija

uvod

Pojavi povezani s električnom energijom viđeni su u drevnoj Kini, Indiji i drevnoj Grčkoj nekoliko stoljeća prije početka naše ere. Oko 600. godine prije Krista, prema sačuvanim legendama, drevni grčki filozof Thales iz Mileta poznavao je svojstvo jantara, natopljenog vunom, kako bi privukao svjetlosne predmete. Usput, stari Grci riječ su "elektroni" jantarnicom. Iz njega je potekla i riječ "struja". Ali Grci su samo promatrali pojave električne energije, ali nisu mogli objasniti.

19. stoljeće bilo je puno otkrića povezanih s električnom energijom. Jedno otkriće stvorilo je čitav niz otkrića tijekom nekoliko desetljeća. Električna energija iz predmeta istraživanja počela se pretvarati u robu. Započelo je svoje široko uvođenje u različita područja proizvodnje. Električni motori, generatori, telefon, telegraf, radio izumljeni su i stvoreni. Počinje uvođenje električne energije u medicinu.

Napon, struja i otpor fizičke su veličine koje karakteriziraju pojave koje se javljaju u električnim krugovima. Te su vrijednosti međusobno povezane. Tu je vezu prvi proučio njemački fizičar 0m. Ohmov zakon otkriven je 1826. godine.

1. Opći prikaz Ohmovog zakona

Ohmov zakon je:  Jačina struje u dijelu kruga izravno je proporcionalna naponu u ovom odjeljku (za dati otpor) i obrnuto je proporcionalna otporu sekcije (za određeni napon): I \u003d U / R, iz formule proizlazi da je U \u003d IChR i R \u003d U / I. Budući da Budući da otpor ovog vodiča ne ovisi o naponu ili jačini struje, zadnju formulu treba pročitati na sljedeći način: otpor ovog vodiča jednak je omjeru napona na njegovim krajevima prema jakosti struje koja teče kroz njega. U električnim krugovima najčešće su vodiči (potrošači električne energije) povezani nizom (na primjer, žarulje u božićnim lampicama) i paralelno (na primjer, kućanski električni uređaji).

Kada su spojeni serijski, jačina struje u oba vodiča (žarulja) je jednaka: I \u003d I1 \u003d I2, napon na krajevima razmatranog dijela kruga je zbroj napona na prvoj i drugoj žarulji: U \u003d U1 + U2. Ukupni otpor mjesta jednak je zbroju otpora žarulja R \u003d R1 + R2.

Kada su otpornici paralelno spojeni, napon u dijelu kruga i na krajevima otpornika je isti: U \u003d U1 \u003d U2. jakost struje u nerazgranatom dijelu kruga jednaka je zbroju struja u pojedinim otpornicima: I \u003d I1 + I2. Ukupni otpor sekcije manji je od otpora svakog otpornika.

Ako su otpori otpornika isti (R1 \u003d R2), tada je ukupni otpor presjeka Ako su tri ili više otpornika paralelno spojeni na krug, tada ukupni otpor može biti -

pronađeno formulom: 1 / R \u003d 1 / R1 + 1 / R2 + ... + 1 / RN. Paralelno s tim, priključeni su mrežni potrošači koji su ocijenjeni za napon jednak mrežnom naponu.

Dakle, Ohmov zakon uspostavlja odnos između trenutne snage ja  u vodiču i razlika potencijala (napon) U  između dvije fiksne točke (presjeka) ovog vodiča:

Koeficijent proporcionalnosti R, ovisno o geometrijskim i električnim svojstvima vodiča i o temperaturi naziva se ohmičkim otporom ili jednostavno otporom određenog presjeka vodiča.

2. Povijest otkrića Ohmovog zakona, kratka biografija znanstvenika

Georg Simon Om rođen je 16. ožujka 1787. godine u Erlangenu, u obitelji nasljednog bravara. Nakon mature, Georg je upisao gradsku gimnaziju. Erlangensku gimnaziju nadgledalo je sveučilište. Nastavu u gimnaziji predavala su četiri profesora. Georg je, nakon što je završio srednju školu, u proljeće 1805. počeo studirati matematiku, fiziku i filozofiju na Filozofskom fakultetu Sveučilišta u Erlangenu.

Nakon studija tri semestra prihvatio je poziv da zauzme mjesto učitelja matematike u privatnoj školi u švicarskom gradu Gotstadt.

1811. vratio se u Erlangen, diplomirao na sveučilištu i doktorirao. Odmah nakon diplome ponuđena mu je dužnost privatnog docenta na katedri za matematiku istog sveučilišta.

1812. godine Om je postavljen za učitelja matematike i fizike u školi u Bambergu. 1817. godine objavio je svoj prvi tiskani rad o nastavnoj metodologiji, "Najoptimalniji način podučavanja geometrije u pripremnoj nastavi". Om je krenuo u istraživanje električne energije. Ohm je postavio temelje Coulomb-ove torzijske ravnoteže u središtu njegovog električnog brojila. Ohm je formalizirao rezultate svog istraživanja u obliku članka pod naslovom "Preliminarno izvješće o zakonu kojim metali provode kontaktnu električnu energiju." Članak je objavljen 1825. u časopisu Physics and Chemistry, koji je objavio Schweiger. No, izraz koji je Om pronašao i objavio je bio netočan, što je bio jedan od razloga njegovog dugog nepriznavanja. Poduzimajući sve mjere opreza, eliminirajući sve navodne izvore pogrešaka unaprijed, Ohm je nastavio s novim mjerenjima.

Objavljen je njegov poznati članak "Definicija zakona po kojem metali provode kontaktnu električnu energiju, zajedno s nacrtom teorije voltaičnog aparata i Schweiggerovim animatorom", objavljenim 1826. u časopisu "Physics and Chemistry".

U svibnju 1827. "Teoretska istraživanja električnih krugova", s volumenom od 245 stranica, koja su sad sadržavala Ohmova teorijska razmatranja o električnim krugovima. U ovom je radu znanstvenik predložio karakteriziranje električnih svojstava vodiča njegovom otpornošću i ovaj izraz uveo u znanstvenu upotrebu. Ohm je pronašao jednostavniju formulu zakona sekcije električnog kruga koji ne sadrži EMF: "Jačina struje u galvanskom krugu izravno je proporcionalna zbroju svih napona i obrnuto proporcionalna zbroju smanjenih duljina. Ukupna smanjena duljina definirana je kao zbroj svih pojedinih smanjenih duljina za homogene presjeke koji imaju različita vodljivost i različit presjek. "

Godine 1829. pojavio se njegov članak „Eksperimentalna studija rada elektromagnetskog množitelja“, u kojem su postavljeni temelji teorije električnih mjernih instrumenata. Ovdje je Ohm predložio jedinicu otpora, za koju je odabrao otpor bakrene žice duge 1 stopa i presjeka od 1 kvadratne linije.

1830. pojavljuje se novo istraživanje Ohma "Pokušaj stvaranja približne teorije unipolarne vodljivosti". Tek 1841. godine Ohmov rad preveden je na engleski, 1847. - na talijanski, 1860. - na francuski.

16. veljače 1833., sedam godina nakon objavljivanja članka u kojem je objavljeno njegovo otkriće, Omu je ponuđeno mjesto profesora fizike u novoorganiziranoj Politehničkoj školi u Nürnbergu. Znanstvenik započinje istraživanja u području akustike. Ohm je rezultate svog akustičkog istraživanja formulirao u obliku zakona, koji je kasnije postao poznat pod nazivom Ohmov akustički zakon.

Prije svih stranih znanstvenika, Ohmov zakon priznali su ruski fizičari Lenz i Jacobi. Oni su pomogli njegovo međunarodno priznanje. Uz sudjelovanje ruskih fizičara, 5. svibnja 1842. godine Kraljevsko društvo iz Londona Om je dodijelilo zlatnu medalju i izabralo ga za člana.

Godine 1845. izabran je za punopravnog člana Bavarske akademije znanosti. Godine 1849. znanstvenik je pozvan na sveučilište u Münchenu kao izvanredni profesor. Iste godine imenovan je voditeljem državne skupštine fizičkih i matematičkih uređaja s istodobnim predavanjima iz fizike i matematike. Om je 1852. dobio mjesto redovitog profesora. Om je umro 6. jula 1854. godine. 1881. godine na Elektrotehničkom kongresu u Parizu, znanstvenici su jednoglasno odobrili naziv jedinice otpornosti - 1 Ohm.

3. Vrste Ohmovih zakona

Postoji nekoliko vrsta Ohmovog zakona.

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

Ohmov zakon za cijeli lanac - struja u krugu proporcionalna je EMF-u koji djeluje u krugu i obrnuto je proporcionalan zbroju otpora kruga i unutarnjem otporu izvora.

gdje sam jača struja

E - elektromotorna sila

R je vanjski otpor kruga (tj. Otpor od

dio kruga koji je izvan izvora EMF)

EMF je djelo vanjskih sila (tj. Sila neelektričnog podrijetla) u pomicanju naboja u krugu povezanom s veličinom tog naboja.

jedinice:

EMF - Volti

Struja - Amperi

Otpori (R i r) - Ohmi

Primjenjujući osnovni zakon električnog kruga (Ohmov zakon), može se objasniti mnoge prirodne pojave koje na prvi pogled djeluju tajanstveno i paradoksalno. Na primjer, svi znamo da je svaki kontakt ljudi s živim električnim žicama smrtonosan. Samo jedan dodir slomljene žice dalekovoda visokog napona može ubiti osobu ili životinju električnom strujom. Ali istovremeno, stalno vidimo kako ptice tiho sjede na visokonaponskim žicama za napajanje i ništa ne ugrožava život tih živih bića. Pa kako pronaći objašnjenje za takav paradoks?

Ali ovaj se fenomen objašnjava prilično jednostavno ako zamislite da je ptica na električnoj žici jedan od dijelova električne mreže, otpor drugog je mnogo veći od otpora drugog dijela istog kruga (to je mali razmak između nogu ptice). Slijedom toga, električna struja koja djeluje na prvi dio kruga, to jest na tijelo ptice, bit će potpuno sigurna za njega. Međutim, potpuna sigurnost zajamčena joj je samo u kontaktu s mjestom visokonaponske žice. Ali ako samo ptica koja sjedi na dalekovodu dodiruje žicu ili kljun krilom ili kljunom ili bilo koji predmet smješten blizu žice (na primjer telegrafski stup), ptica će neizbježno umrijeti. Uostalom, stup je izravno povezan sa zemljom, a protok električnih naboja, prolazeći do tijela ptice, sposoban je da ga odmah ubije, brzo krećući prema zemlji. Nažalost, iz tih razloga mnoge ptice umiru u gradovima.

Da bi zaštitili ptice od štetnih utjecaja električne energije, strani znanstvenici razvili su posebne uređaje - perlice za ptice, izolirane od električne struje. Takvi su uređaji postavljeni na dalekovode visokog napona. Ptice koje se uzdižu na izoliranom perivu mogu bez ikakvog rizika za život dirati žice, motke ili nosače kljunom, krilima ili repom. Površina gornjeg takozvanog stratum corneuma ljudske kože ima najveći otpor. Otpornost suhe i netaknute kože može doseći 40 000 - 100 000 ohma. Stratum corneum je vrlo beznačajan, svega 0,05 - 0,2 mm. i lako se probija naponom od 250 V. U ovom se slučaju otpor smanjuje stotinu puta i pada što prije, što duže struja djeluje na ljudsko tijelo. Dramatično, do 800 - 1000 Ohma, smanjuju otpornost ljudskog tijela, pretjerano znojenje kože, prekomjerni rad, živčano uzbuđenje, intoksikacije. To objašnjava da ponekad čak i mali napon može izazvati strujni udar. Ako je, na primjer, otpor tijela neke osobe 700 Ohma, tada bi napon bio samo 35 V. Zbog toga, na primjer, električni stručnjaci koriste čak i 36 V izolacijsku zaštitnu opremu - gumene rukavice ili instrument s izoliranim ručkama.

Ohmov zakon izgleda tako jednostavno da se poteškoće koje je trebalo uspostaviti u njegovom uspostavljanju zanemaruju i zaboravljaju. Ohmov zakon nije lako provjeriti i ne može ga se promatrati kao očitu istinu; doista, za mnoge materijale nije zadovoljan.

Koje su, onda, te poteškoće? Nije li moguće provjeriti što daje promjenu broja elemenata voltaičnog stupca, određivanjem struje za različit broj elemenata?

Činjenica je da kad uzmemo različit broj elemenata mijenjamo cijeli lanac, jer dodatni elementi imaju dodatni otpor. Stoga morate pronaći način da promijenite napon bez promjene same baterije. Osim toga, struja različitih veličina zagrijava žicu sve dok temperatura ne dosegne temperaturu, a ovaj učinak može utjecati i na jačinu struje. Om (1787-1854) je prevladao te poteškoće iskorištavajući fenomen termoelektričnosti, koji je 1822. otkrio Seebeck (1770-1831).

Tako je Ohm pokazao da je struja proporcionalna naponu i obrnuto proporcionalna impedanciji kruga. Ovo je bio jednostavan rezultat za složeni eksperiment. Tako bi nam barem trebalo izgledati sada.

Ohmovi su suvremenici, posebno njegovi sunarodnjaci, razmišljali drugačije: možda je upravo jednostavnost Ohmovog zakona pobudila njihovu sumnju. Om se suočio s poteškoćama u karijeri, osjećao potrebu; Om je posebno bio depresivan činjenicom da njegova djela nisu prepoznata. U čast Velikoj Britaniji, a posebno Kraljevskom društvu, mora se reći da je Om-ov rad tamo dobio zasluženo priznanje. Om je jedan od onih velikih ljudi čija se imena često pišu malim slovom: ime „om“ dodijeljeno je jedinici otpora.

4. Prve studije otpora vodiča

Što je dirigent? Ovo je čisto pasivna komponenta električnog kruga, odgovorili su prvi istraživači. Uključiti se u njegovo istraživanje znači jednostavno razbiti mozak zbog nepotrebnih zagonetki, jer samo je trenutni izvor aktivan element.

Ovakav pogled na stvari objašnjava nam zašto su znanstvenici, barem do 1840. godine, pokazivali malo interesa za nekoliko radova koji su izvedeni u tom pravcu.

Dakle, na drugom kongresu talijanskih znanstvenika, održanom u Torinu 1840. godine (prvi se sastao u Pisi 1839. godine i čak stekao neki politički značaj), govoreći u raspravi o izvješću koji je predstavio Marianini, De la Rive je tvrdio da je provodljivost većine tekućina nije apsolutna, "već je relativno relativna i mijenja se s promjenom trenutne snage." Ali Ohmov zakon objavljen je prije 15 godina!

Među nekolicinom znanstvenika koji su se prvi put počeli baviti vodljivošću vodiča nakon izuma galvanometra, bio je i Stefano Marianini (1790-1866).

Do svog je otkrića došao slučajno, proučavajući napon akumulatora. Primijetio je da se s povećanjem broja elemenata volt kolona, \u200b\u200belektromagnetski učinak na strelicu ne primjećuje znatno. To je natjeralo Marianinija da odmah pomisli da je svaki voltni element prepreka prolasku struje. Napravio je eksperimente s parovima „aktivni“ i „neaktivni“ (to jest, sastoje se od dvije bakrene ploče odvojene mokrom brtvom) i eksperimentalno je pronašao odnos u kojem će suvremeni čitatelj prepoznati poseban slučaj Ohmovog zakona kada otpor vanjskog kruga nije prihvaćen pažnje, kao što je to bilo u iskustvu Marianinija.

Georg Simon Om (1789-1854) priznao je zasluge Marianinija, iako njegovi radovi nisu pružali Omu izravnu pomoć u radu. Om je nadahnuo u svojim studijama radom (Analitička teorija topline, Pariz, 1822.) Jean Baptiste Fourier (1768-1830), jednim od najznačajnijih znanstvenih djela svih vremena, vrlo brzo stekao slavu i ugled među matematičarima i fizičarima toga vremena. Omu je došao na ideju da se mehanizam "toplinskog toka", o kojem govori Fourier, može usporediti s električnom strujom u vodiču. I baš kao što je u Fourierovoj teoriji toplinski tok između dvaju tijela ili između dviju točaka istog tijela objašnjen temperaturnom razlikom, onako kako Ohm objašnjava razliku u "elektroskopskim silama" u dvije točke vodiča, pojavu električne struje između njih.

Pridržavajući se ove analogije, Ohm je započeo svoje eksperimentalne studije određivanjem relativnih vodljivosti različitih vodiča. Primjenjujući metodu koja je sada postala klasična, povezao je tanke vodiče različitih materijala istog promjera u nizu između dviju točaka kruga i promijenio njihovu duljinu tako da se dobila određena struja. Prvi rezultati koje je danas uspio dobiti izgledaju prilično skromno. ohm zakon električni galvanometar

Povjesničari su zadivljeni, primjerice, činjenicom da, prema Ohmovim mjerenjima, srebro ima manju vodljivost od bakra i zlata, a s odobravanjem prihvaćaju kasnije objašnjenje samog Ohma, prema kojem je eksperiment izveden srebrnom žicom presvučenom slojem ulja, a to je dovelo u zabludu točnu vrijednost promjer.

U to vrijeme je bilo mnogo izvora pogrešaka tijekom eksperimenata (nedovoljna čistoća metala, poteškoće u kalibraciji žice, poteškoće u preciznom mjerenju itd.). Najvažniji izvor pogrešaka bila je polarizacija baterija. Stalni (kemijski) elementi još nisu bili poznati, tako da se tijekom vremena potrebnog za mjerenja elektromotorna sila elementa značajno promijenila. Upravo su ti razlozi uzrokovali pogreške koje su Ohma dovele do zaključka svojih pokusa o logaritamskom zakonu ovisnosti jakosti struje o otpornosti vodiča spojenog između dviju točaka kruga. Nakon objave prvog članka Oma Poggendorf savjetovao ga je da napusti kemijske elemente i koristi termoelement bakar-bizmut, koji je Seebeck uveo malo prije.

Ohm je poslušao ovaj savjet i ponovio svoje eksperimente, sastavivši jedinicu s termoelektričnom baterijom, u vanjski krug od kojih je serijski spojeno osam bakrenih žica istog promjera, ali različitih duljina. Mjerio je struju svojevrsnom torzijskom ravnotežom, formiranom magnetskom strelicom obješenom na metalni navoj. Kad ga je struja paralelna sa strelicom odbila, Ohm je uvijao nit na kojoj je visio dok strelica nije bila u svom normalnom položaju;

struja se smatrala proporcionalnom kutu pod kojim je nit bila uvijena. Ohm je zaključio da se rezultati eksperimenata provedenih s osam različitih žica "mogu vrlo dobro izraziti jednadžbom

pri čemu X označava intenzitet magnetskog djelovanja vodiča, čija je duljina x, a a i b konstante, ovisno o uzbudnoj sili i o otpornosti ostalih dijelova kruga. "

Uvjeti eksperimenta su se promijenili: otpori i termoelektrični parovi zamijenjeni su, ali rezultati su se ipak sveli na gornju formulu, koja vrlo lako prelazi na dobro poznatu kod nas ako je X zamijenjena strujom, a elektromotornom silom i b + x ukupnim otporom kruga.

Dobivši ovu formulu, Ohm je koristio za proučavanje djelovanja Schweiger-ovog množitelja na odboj strelice i za ispitivanje struje koja struji u vanjskom krugu akumulatora, ovisno o tome kako su povezane - u nizu ili paralelno. Stoga objašnjava (kao što se sada radi u udžbenicima) što određuje vanjsku struju akumulatora, pitanje koje je prvim istraživačima bilo prilično mračno. Om se nadao da će mu eksperimentalni rad otvoriti put prema sveučilištu, koje je on tako želio. Međutim, članci su prošli nezapaženo. Potom je napustio mjesto učitelja u kölnskoj gimnaziji i otišao u Berlin kako bi teoretski shvatio rezultate. 1827. u Berlinu objavio je svoje glavno djelo Die galvanische Kette, mathe-matisch bearbeitet (galvanski krug razvijen matematički).

Ova teorija, u čijem je razvoju nadahnuta, kao što smo već naveli, Fourierova analitička teorija topline, uvodi pojmove i točne definicije elektromotorne sile, odnosno "elektroskopske sile", kako se naziva Ohm, vodljivost (Starke der Leitung) i jačinu struje. Izražavajući zakon koji je dobivao u različitom obliku koji su dali moderni autori, Ohm ga piše u ograničenim količinama za posebne slučajeve specifičnih električnih krugova, od kojih je posebno važan termoelektrični krug. Na temelju toga, on formulira dobro poznate zakone varijacije električnog napona duž kruga.

Ali Ohmove teorijske studije također su prošle nezapaženo, i ako je netko pisao o njima, bilo je samo ismijavanje "bolne fantazije, čija je jedina svrha želja da se umanji dostojanstvo prirode". I tek desetak godina kasnije njegova su sjajna djela postepeno počela dobivati \u200b\u200bpriznanje: u

Njemačku su pohvalili Poggendorf i Fechner, u Rusiji Lenz, Englesku Wheatstone, u Americi Henry, Italiju Matteucci.

Uz eksperimente Ohma u Francuskoj, A. Becquerel je vodio svoje eksperimente, a u Engleskoj - Barlow. Eksperimenti prvih posebno su upečatljivi uvođenjem diferencijalnog galvanometra s dvostrukim namotavanjem okvira i primjenom metode nula mjerenja. Barlowovi eksperimenti su vrijedni spomena jer su eksperimentalno potvrdili postojanost trenutne snage u krugu. Ovaj zaključak testirao je i distribuirao na unutarnju struju akumulatora Fechner 1831., generalizirao ga 1851 Rudolf Kolrausch

(180E - 1858) na tekućim vodičima, a potom su ponovno potvrđeni temeljitim eksperimentima Gustava Needmana (1826-1899).

5. Električna mjerenja

Becquerel je upotrijebio diferencijalni galvanometar za usporedbu električnih otpora. Na temelju svojih istraživanja formulirao je dobro poznati zakon ovisnosti otpora vodiča o njegovoj duljini i presjeku. Ta je djela nastavio Pouillet i opisao ga u kasnijim izdanjima čuvenog „Elements de

physique Experentale "(" Osnove eksperimentalne fizike "), čije se prvo izdanje pojavilo 1827. Otpor je određen metodom usporedbe.

Već 1825. Marianini je pokazao da se u razgranajućim krugovima električna struja raspodjeljuje po svim provodnicima, bez obzira od kojeg materijala su napravljeni, suprotno tvrdnji Volta, koji je vjerovao da ako jedna grana kruga tvori metalni vodič, a ostatak tekućina, tada sva struja mora prolaziti kroz metalni vodič. Arago i Pouillet popularizirali su opažanja Marianinija u Francuskoj. Još ne znajući Ohmov zakon, Pourier je 1837. upotrijebio ta opažanja i Becquerelove zakone kako bi pokazao da je vodljivost kruga jednaka dva

razgranati lanci, jednak zbroju provodljivosti oba lanca. Ovim je radom Pourier pokrenuo istraživanje razgranatih lanaca. Pouye im je odredio brojne pojmove,

koji su još živi i nekih posebnih zakona koje je Kirchhoff 1845. generirao u svojim čuvenim "načelima" ..

Najveći zamah za provođenje električnih mjerenja, posebno mjerenja otpora, dali su povećane potrebe za tehnologijom, a prije svega problemi koji su nastali pojavom električnog telegrafa. Prvi put se ideja korištenja električne energije za prijenos signala na daljinu rodila u XVIII. Volta je opisao projekt telegrafa, a Ampère je 1820. godine predložio korištenje elektromagnetskih pojava za prijenos signala. Ideju Ampera pokupili su mnogi znanstvenici i tehničari: 1833. Gauss i Weber izgradili su u Göttingenu jednostavnu telegrafsku liniju koja je spajala astronomski opservatorij i fizikalni laboratorij. No telegraf je primio praktičnu primjenu zahvaljujući Amerikancu Samuelu Morseu (1791-1872) koji je 1832. godine imao dobru ideju stvoriti telegrafsku abecedu koja se sastoji od samo dva znaka. Nakon brojnih Morseovih pokušaja, 1835. napokon je uspio na privatni način sagraditi prvi grubi model telegrafa na njujorškom sveučilištu. Godine 1839. eksperimentalni

linija između Washingtona i Baltimorea, a 1844. godine pojavila se prva američka tvrtka koja je komercijalizirala novi izum, u organizaciji Morsea. To je ujedno i prva praktična primjena rezultata znanstvenih istraživanja u području električne energije.

U Engleskoj je proučavanje i usavršavanje telegrafa preuzeo Charles Wheatstone (1802-1875), bivši majstor u proizvodnji glazbenih instrumenata. Razumijevanje važnosti

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

već 1833. Gunther Christie i neovisno o njemu 1840. Marianini; obojica su predložili metodu reduciranja na nulu, ali njihova teorijska objašnjenja, u kojima Ohmov zakon nije uzet u obzir, ostavili su mnogo toga što bi željeli.

Wheatstone je bio obožavatelj Ohma i dobro je poznavao njegov zakon, tako da se teorija koju je dao o „Wheatstone mostu“ nije razlikovala od one date u udžbenicima. Osim toga, Whitston je, kako bi se brzo i povoljno promijenilo otpor jedne strane mosta kako bi se dobila nula struje snage u galvanometru uključenom u dijagonalni krak mosta, konstruirao tri vrste reostata (sam je predložio ovu riječ

analogije s "reoforom" koji je uveo Ampère, imitacijom kojih je Pekle također skovao termin "reometer"). Prvu vrstu reostata s pomičnim nosačem, sada korištenu, stvorio je Wheatstone po analogiji s sličnim uređajem koji je koristio Jacobi 1841. Drugi tip reostata bio je u obliku drvenog cilindra, oko kojeg je namotan dio žice spojene u krug, koja se lako premotala iz drvenog cilindra na broncu. Treća vrsta reostata bila je poput „prodavaonice otpora“ koju je stavio Ernst

Werner Siemens (1816-1892.), Znanstvenik i industrijalac, 1860. godine poboljšao se i široko rasprostranjen. Wheatstone most omogućio je mjerenje elektromotornih sila i otpora.

Stvaranje podvodnog telegrafa, možda čak i više od zračnog telegrafa, zahtijevalo je razvoj električnih metoda mjerenja. Eksperimenti s podvodnim telegrafom započeli su već 1837. godine, a jedan od prvih problema koji je riješen bilo je određivanje trenutne brzine širenja. Već 1834. Wheatstone je koristio rotirajuća ogledala, kao što smo već spomenuli u pogl. 8, izvršio je prva mjerenja ove brzine, ali dobiveni rezultati proturječili su rezultatima Latimera Clarka, a potonji, zauzvrat, nije odgovarao kasnijim studijama drugih znanstvenika.

William Thomson (koji je kasnije dobio titulu lorda Kelvina) je 1855. objasnio razlog svih tih razlika. Prema Thomsonu, brzina struje u vodiču nema određenu vrijednost. Baš kao što brzina širenja topline u šipci ovisi o materijalu, brzina struje u vodiču ovisi o proizvodu njegove otpornosti i električnog kapaciteta. Slijedeći ovu njegovu teoriju, koja je u "" svojim vremenima

izložen žestokim kritikama, Thomson se bavio problemima povezanim s podvodnim telegrafom.

Prvi transatlantski kabel koji je povezivao Englesku i Ameriku funkcionirao je otprilike mjesec dana, ali potom se pokvario. Thomson je izračunao novi kabel, napravio brojna mjerenja otpora i kapacitivnosti, smislio nove odašiljače, od kojih treba spomenuti astatski reflektirajući galvanometar, kojeg je zamijenio "diktafon" vlastitog izuma. Napokon, 1866. godine novi transatlantski kabel uspješno je stupio na snagu. Stvaranje ovog prvog velikog električnog objekta popraćeno je razvojem sustava jedinica električnih i magnetskih mjerenja.

Osnovu elektromagnetske metrike postavio je Karl Friedrich Gauss (1777-1855) u svom čuvenom članku „Intensitas vis magneticae terrestris ad mensuram absolutam revocata“ („Jačina snage zemaljskog magnetizma u apsolutnim mjerama“), objavljenom 1832. Gauss je napomenuo da su različiti magnetske jedinice nisu kompatibilne između

sam, barem većim dijelom, i zato je predložio sustav apsolutnih jedinica koji se temelji na tri osnovne jedinice mehanike: druga (jedinica vremena), milimetar (jedinica duljine) i miligram (jedinica mase). Kroz njih je izrazio sve ostale fizičke jedinice i došao do niza mjernih instrumenata, posebno magnetometra za mjerenje u apsolutnim jedinicama zemaljskog magnetizma. Gaussov je rad nastavio Weber koji je izgradio mnoge vlastite uređaje i uređaje koje je Gauss zamislio. Postepeno, posebno zahvaljujući Maxwell-ovom radu, provedenom u posebnoj mjernoj komisiji koju je stvorilo Britansko udruženje, koja je izdavala godišnja izvješća od 1861. do 1867. godine, pojavila se ideja o stvaranju jedinstvenih sustava mjera, posebno sustava elektromagnetskih i elektrostatičkih mjera.

Misli o stvaranju takvih apsolutnih sustava jedinica detaljno su opisane u povijesnom izvješću 1873. drugog povjerenstva Britanskog udruženja. Međunarodni kongres sazvan u Parizu 1881. godine prvi put je uspostavio međunarodne jedinice za mjerenje, dodjeljujući svakoj od njih ime u čast nekog velikog fizičara. Većina tih imena još uvijek je sačuvana: volti, ohmi, amperi, jouli itd. Poslije

mnogo uspona i padova 1935. godine uveden je Georgiev međunarodni sustav ili MKSQ koji za glavne jedinice uzima brojilo, kilogram mase, sekunde i ohma.

"Sustavi" jedinica povezani su s "dimenzionalnim formulama" koje je prvi primijenio Fourier u svojoj analitičkoj teoriji topline (1822.), a distribuirao ih Maxwell, koji je uspostavio oznaku koja se u njima koristi. Metrologija prošlog stoljeća, utemeljena na želji da se sve pojave objasne uz pomoć mehaničkih modela, pridavala je veliku važnost formulama dimenzija u kojima je željela vidjeti ne više i ništa manje ključ tajni prirode. Istovremeno, iznete su brojne izjave gotovo dogmatske naravi. Dakle, gotovo obavezna dogma bila je uvjet da su osnovne količine sigurno tri. Ali do kraja stoljeća počeli su shvaćati da su dimenzionalne formule čista konvencija, zbog čega je interes za teorijama dimenzija počeo postepeno opadati.

zaključak

E. Lommel, profesor fizike na Sveučilištu u Münchenu, dobro je govorio o važnosti Om-ovog istraživanja na otvaranju spomenika znanstveniku 1895. godine:

"Ohmovo otkriće bila je sjajna baklja, osvjetljavajući područje električne energije obasjano mrakom pred njim. Ohm je pokazao jedini pravi put kroz neprobojnu šumu nejasnih činjenica. Izuzetni uspjesi u razvoju elektrotehnike, koji smo sa iznenađenjem gledali posljednjih desetljeća, mogli su se postići samo na temelju otkrića Om. Samo onaj koji je u stanju dominirati silama prirode i upravljati njima, koji može razotkriti zakone prirode, Om je otrgnuo iz prirode tako dugo skrivenu njenu tajnu i prenio je u ruke suvremenika ”.

Popis korištenih izvora

Dorfman Y. G. Svjetska povijest fizike, M., 1979 Ohm G. Definicija zakona po kojem metali provode kontaktnu električnu energiju. - U knjizi: Klasika fizikalnih znanosti. M., 1989

Enciklopedija Sto ljudi. Što je promijenilo svijet. Ohma.

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

Orir J. fizika, T. 2.M., 1981

Giancoli D. fizika, T. 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 univerzalne gravitacije", događajima koji su prethodili ovom otkriću. Suština i granice primjene zakona. Formulacija Keplerovih zakona i njihova primjena na kretanje planeta, njihovih prirodnih i umjetnih satelita.

prezentacija dodana 25.07.2010


Proučavanje pokreta tijela pod djelovanjem stalne sile. Harmonična oscilatorna jednadžba Opis oscilacije matematičkog klatna. Kretanje planeta oko sunca. Rješenje diferencijalne jednadžbe. Primjena Keplerovog zakona, Newtonova drugog zakona.

sažetak, dodano 24.08.2015


Povijest otkrića zakona gravitacije. Johannes Kepler kao jedan od otkrivača zakona kretanja planeta oko sunca. Suština i značajke eksperimenta Cavendish. Analiza teorije međusobnog privlačenja. Glavne granice primjenjivosti zakona.

prezentacija dodana 29.03.2011


Proučavajući "Arhimedov zakon", provodi eksperimente kako bi utvrdio Arhimedovu silu. Izvođenje formula za pronalaženje mase istisnute tekućine i izračunavanje gustoće. Primjena "Arhimedovog zakona" za tekućine i plinove. Metodički razvoj lekcije o ovoj temi.

sažetak lekcije, dodano 27.09.2010


Biografski podaci o Newtonu - velikom engleskom fizici, matematici i astronomu, njegova djela. Istraživanja i otkrića znanstvenika, eksperimenti u optici i teoriji boja. Newtonov prvi zaključak je brzina zvuka u plinu, utemeljena na Boyle-Marriott zakonu.

prezentacija, dodano 26.08.2015


Proučavanje uzroka magnetskih anomalija. Metode za određivanje horizontalne komponente zemljinog magnetskog polja. Primjena zakona o Bio-Savari-Laplaceu. Utvrđivanje uzroka zakretanja strelice nakon primjene napona na zavojnicu tangencijalnog galvanometra.

testni rad, dodano 25.06.2015


Opis osnovnih zakona Newtona. Karakteristika prvog zakona o očuvanju stanja mirovanja ili jednolikog kretanja tijekom kompenziranih radnji drugih tijela na njemu. Načela zakona ubrzanja tijela. Značajke inercijalnih referentnih sustava.

prezentacija dodana 16.12.2014


Zakoni kretanja planeta Kepler, njihov kratki opis. Povijest otkrića Zakona univerzalne gravitacije I. Newton. Pokušaji stvaranja modela svemira. Kretanje tijela pod djelovanjem gravitacije. Gravitacijske sile privlačnosti. Umjetni sateliti Zemlje.

sažetak, dodano 25. srpnja 2010


Provjera valjanosti odnosa paralelno spajanja otpornika i prvog Kirchhoffovog zakona. Značajke otpora prijemnika. Metodologija izračuna napona i struje za razne spojeve. Suština Ohmovog zakona za mjesto i za cijeli lanac.

laboratorijski rad, dodano 01.12.2010


Temeljne interakcije u prirodi. Interakcija električnih naboja. Svojstva električnog naboja. Zakon očuvanja električnog naboja. Formulacija zakona Coulomb. Vektorski oblik i fizičko značenje Kulomovog zakona. Načelo superpozicije.

Kažu: "Ne znam Ohmov zakon - sjedni kod kuće." Stoga doznajmo (sjetimo se) kakvog je to zakona i hrabro krenemo u šetnju.

Osnovni pojmovi Ohmovog zakona

Kako razumjeti Ohmov zakon? Samo trebate shvatiti što je u njegovoj definiciji. A trebali biste započeti određivanjem trenutne snage, napona i otpora.

Amperaža I

Neka struja teče u nekom provodniku. Odnosno, postoji usmjereno kretanje nabijenih čestica - na primjer, to su elektroni. Svaki elektron ima elementarni električni naboj (e \u003d -1.60217662 × 10 -19 Coulomb). U tom slučaju će kroz određeno vremensko razdoblje kroz površinu proći specifični električni naboj jednak zbroju svih naboja protočnih elektrona.

Omjer naboja prema vremenu naziva se jakošću struje. Što veći naboj prođe kroz vodič u određenom vremenu, veća je i trenutna jakost. Struja se mjeri u pojačala.

Napon U, ili razlika potencijala

Upravo to je ono zbog čega se elektroni kreću. Električni potencijal karakterizira sposobnost polja da izvodi radove na prijenosu naboja s jedne točke na drugu. Dakle, između dviju točaka vodiča postoji razlika potencijala, a električno polje vrši prijenos naboja.

Fizička veličina jednaka radu efektivnog električnog polja tijekom prijenosa električnog naboja naziva se naponom. Izmjereno u volti, jedan volt  Je li napon, koji kada se naboj pomiče na 1 cl  obavlja posao jednak 1 džul.

Otpor r

Struja, kao što znate, teče u vodiču. Neka bude neka vrsta žice. Krećući se kroz žicu pod utjecajem polja, elektroni se sudaraju s atomima žice, vodič se zagrijava, atomi u kristalnoj rešetki počinju oscilirati, stvarajući još više problema da se elektroni kreću. Taj se fenomen naziva otpor. Ovisi o temperaturi, materijalu, presjeku vodiča i mjeri se u oma.

Riječ i objašnjenje Ohmovog zakona

Zakon njemačkog učitelja Georga Ohma vrlo je jednostavan. Piše:

Snaga struje u krugu izravno je proporcionalna naponu i obrnuto proporcionalna otporu.

Georg Ohm je ovaj zakon eksperimentalno (empirijski) izveo u 1826   godine. Naravno, što je veći otpor odjeljka kruga, to će biti manje struje. Prema tome, što je napon veći, veća je i struja.

Usput! Naši čitatelji sada imaju popust od 10%

Ova formulacija Ohmovog zakona je najjednostavnija i pogodna je za dio lanca. Izraz "odjeljak kruga" znači da je ovo homogeni presjek na kojem nema strujnih izvora s EMF-om. Jednostavno rečeno, ovaj odjeljak sadrži neku vrstu otpora, ali na njemu nema baterije koja pruža struju.

Ako Ohmov zakon smatramo potpunim lancem, njegova će formulacija biti malo drugačija.

Pretpostavimo da imamo krug, u njemu se nalazi izvor struje koji stvara napon i neki otpor.

Zakon je napisan na sljedeći način:

Objašnjenje Ohmovog zakona za šuplji lanac bitno se ne razlikuje od objašnjenja za jedan 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, o tome što je EMF, pročitajte u našem zasebnom članku.

Kako razumjeti Ohmov zakon?

Kako bismo intuitivno shvatili Ohmov zakon, okrećemo se analogiji predstavljanja struje u obliku tekućine. To je upravo ono što je Georg Om mislio dok je provodio pokuse, zahvaljujući kojima je otkriven zakon nazvan po njemu.

Zamislite da struja nije kretanje čestica nosača u vodiču, već gibanje struje vode u cijevi. Prvo, crpka podiže vodu do vodene pumpe, a odatle, pod utjecajem potencijalne energije, ima tendenciju da se spušta i teče kroz cijev. Štoviše, viša crpka pumpa vodu, brže će teći u cijevi.

Slijedi da će brzina protoka vode (strujna jakost u žici) biti veća, što je veća potencijalna energija vode (razlika potencijala)

Strujna snaga izravno je proporcionalna naponu.

A sad se okrenimo otporu. Hidraulički otpor je otpor cijevi zbog promjera i hrapavosti zidova. Logično je pretpostaviti da što je veći promjer, manji otpor cijevi i veća količina vode (više struje) strujat će kroz njezin presjek.

Trenutna snaga je obrnuto proporcionalna otporu.

Takva se analogija može izvući samo za temeljno razumijevanje Ohmovog zakona, jer je njegov izvorni izgled zapravo prilično gruba aproksimacija, koja ipak u praksi ima odličnu primjenu.

U stvari, otpor neke tvari nastaje zbog vibracija atoma kristalne rešetke, a struja je zbog gibanja nosača slobodnog naboja. U metalima su slobodni nosači elektroni koji su pali s atomske orbite.

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

Ako imate takvu potrebu, naše osoblje će vam rado pomoći. I na kraju, predlažemo da pogledate zanimljiv video o Ohmovom zakonu. Ovo je stvarno edukativno!