1827'de Georg Ohm, bugüne kadar kullanılan formülün temelini oluşturan araştırmasını yayınladı. Ohm, uygulanan voltaj ile bir iletkenden akan akım arasındaki ilişkiyi gösteren geniş bir dizi deney gerçekleştirdi.

Bu yasa ampiriktir, yani deneyime dayanmaktadır. "Ohm" tanımı, elektrik direnci için resmi SI birimi olarak benimsenmiştir.

Ohm'un devre bölümü yasasışunu belirtiyor elektrik akımı Bir iletkendeki potansiyel farkla doğru orantılı, direnciyle ters orantılıdır. İletkenin direncinin (karıştırılmaması gereken) sabit bir değer olduğunu dikkate alarak bunu aşağıdaki formülle formüle edebiliriz:

• I - amper cinsinden akım (A)
• V - volt cinsinden voltaj (V)
• R - ohm cinsinden direnç (Ohm)

Açıklık getirmek gerekirse: içinden 1 A'lık bir akımın aktığı 1 Ohm dirençli bir direnç, terminallerinde 1 V'luk bir potansiyel farka (voltaj) sahiptir.

Alman fizikçi Kirchhoff (Kirchhoff kurallarıyla ünlü) fizikte daha çok kullanılan bir genelleme yaptı:

• σ – malzeme iletkenliği
• J - akım yoğunluğu
• E- elektrik alanı.

Ohm kanunu ve direnç

Dirençler, bir devrede elektrik akımının akışına direnç sağlayan pasif elemanlardır. Ohm kanununa göre çalışan dirençlere ohmik direnç denir. Akım böyle bir dirençten geçtiğinde, terminallerindeki voltaj düşüşü direncin değeriyle orantılıdır.

Ohm formülü alternatif gerilim ve akıma sahip devreler için geçerliliğini korur. Ohm kanunu kapasitörler ve indüktörler için uygun değildir çünkü bunların akım-gerilim karakteristiği (volt-amper karakteristiği) esasen doğrusal değildir.

Ohm formülü aynı zamanda seri, paralel veya karışık olarak bağlanabilen birden fazla dirençli devreler için de geçerlidir. Seri veya paralel bağlanan direnç grupları eşdeğer direnç olarak basitleştirilebilir.

Hakkında ve bağlantı makalelerinde bunun nasıl yapılacağı daha ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.

Alman fizikçi Georg Simon Ohm, çalışmasını yayınladı. tam teori elektriğe "galvanik devre teorisi" denir. Bir devrenin bir bölümündeki voltaj düşüşünün, devrenin o bölümünün direncinden akan akımın işinin sonucu olduğunu buldu. Bu, bugün kullandığımız kanunun temelini oluşturdu. Kanun dirençler için temel denklemlerden biridir.

Ohm yasası - formül

Ohm kanunu formülü, üç değişkenden ikisi bilindiğinde kullanılabilir. Direnç, akım ve gerilim arasındaki ilişki farklı şekillerde yazılabilir. Ohm üçgeni asimilasyon ve ezberleme için faydalı olabilir.

Aşağıda böyle bir üçgen hesaplayıcının kullanımına ilişkin iki örnek verilmiştir.

Terminallerinde 100V'tan 10V'a voltaj düşüşü olan bir devrede 1 Ohm dirençli bir direncimiz var.Bu dirençten hangi akım geçiyor?Üçgen bize şunu hatırlatır:
120V voltajda içinden 2 Amperlik bir akımın aktığı 10 Ohm dirençli bir direncimiz var.Bu direnç üzerindeki voltaj düşüşü ne olacak?Bir üçgen kullanmak bize şunu gösterir:Böylece pinteki voltaj 120-20 = 100 V olacaktır.

Ohm Yasası - Güç

Elektrik akımı bir dirençten geçtiğinde, gücün belirli bir miktarını ısı olarak dağıtır.

Güç, akan akımın I (A) ve uygulanan voltajın V (V) bir fonksiyonudur:

• P - watt cinsinden güç (V)

Bir devrenin bir bölümü için Ohm yasasıyla birlikte formül aşağıdaki forma dönüştürülebilir:

İdeal bir direnç tüm enerjiyi dağıtır ve hiçbir elektrik veya manyetik enerjiyi depolamaz. Her direncin, dirence zarar vermeden dağıtılabilecek güç miktarının bir sınırı vardır. Bu güç nominal denir.

Çevre koşulları bu değeri düşürebilir veya artırabilir. Örneğin, eğer ortam havası sıcaksa, direncin fazla ısıyı dağıtma yeteneği azalır ve bunun tersine, düşük ortam sıcaklıklarında direncin dağıtma yeteneği artar.

Pratikte dirençler nadiren güç derecesine sahiptir. Ancak dirençlerin çoğu 1/4 veya 1/8 watt olarak derecelendirilmiştir.

Aşağıda güç, akım, voltaj ve direnç arasındaki ilişkiyi hızlı bir şekilde belirlemenize yardımcı olacak bir pasta grafiği bulunmaktadır. Dört parametrenin her biri için değerinin nasıl hesaplanacağını gösterir.

Ohm Yasası - hesap makinesi

Verilen çevrimiçi hesap makinesi Ohm kanunu, akım gücü, elektrik voltajı, iletken direnci ve güç arasındaki ilişkiyi belirlemenizi sağlar. Hesaplamak için herhangi iki parametreyi girin ve hesapla düğmesine tıklayın.

Georg Simon Ohm araştırmasına Jean Baptiste Fourier'in ünlü eseri "Isının Analitik Teorisi"nden esinlenerek başladı. Bu çalışmada Fourier, iki nokta arasındaki ısı akışını sıcaklık farkı olarak temsil etmiş ve ısı akışındaki değişimi, ısı akışının bir engelden geçmesiyle ilişkilendirmiştir. düzensiz şekilısı yalıtımlı malzemeden yapılmıştır. Benzer şekilde Ohm da potansiyel farkla elektrik akımının oluşmasına neden olmuştur.

Buna dayanarak Om şunu denemeye başladı: farklı malzemeler iletken. İletkenliklerini belirlemek için onları seri olarak bağladı ve uzunluklarını, akım şiddeti her durumda aynı olacak şekilde ayarladı.

Bu tür ölçümler için aynı çaptaki iletkenlerin seçilmesi önemliydi. Ohm, gümüş ve altının iletkenliğini ölçerek, modern verilere göre doğru olmayan sonuçlar elde etti. Böylece Ohm'un gümüş iletkeni altından daha az elektrik akımı iletiyordu. Om bunu, gümüş iletkeninin yağla kaplandığını ve bu nedenle görünüşe göre deneyin doğru sonuçlar vermediğini söyleyerek açıkladı.

Ancak o dönemde elektrikle ilgili benzer deneyler yapan fizikçilerin sorun yaşadığı tek sorun bu değildi. Madencilikte büyük zorluklar saf malzemeler deneyler için safsızlıklar olmadığında, iletken çapının kalibre edilmesindeki zorluklar test sonuçlarını bozdu. Daha da büyük bir sorun, akımın kaynağının alternatif kimyasal elementler olması nedeniyle, testler sırasında akım gücünün sürekli değişmesiydi. Bu koşullar altında Ohm, akımın telin direncine logaritmik bağımlılığını elde etti.

Kısa bir süre sonra elektrokimya konusunda uzmanlaşmış Alman fizikçi Poggendorff, Ohm'un kimyasal elementleri bizmut ve bakırdan yapılmış bir termokupl ile değiştirmesini önerdi. Om deneylerine yeniden başladı. Bu sefer pil olarak Seebeck etkisinden güç alan bir termoelektrik cihaz kullandı. Buna aynı çapta fakat farklı uzunluklarda 8 bakır iletkeni seri halinde bağladı. Akımı ölçmek için Ohm, metal bir iplik kullanarak iletkenlerin üzerine manyetik bir iğne astı. Bu oka paralel uzanan akım onu ​​yana kaydırdı. Bu gerçekleştiğinde fizikçi, ok orijinal konumuna dönene kadar ipliği büktü. İpliğin büküldüğü açıya bağlı olarak akımın değeri değerlendirilebilir.

Yeni bir deney sonucunda Ohm şu formüle ulaştı:

X = a / b + l

Burada X– yoğunluk manyetik alan teller, ben– tel uzunluğu, A– sabit kaynak voltajı, B– devrenin geri kalan elemanlarının direnç sabiti.

Bu formülü tanımlamak için modern terimlere dönersek şunu anlarız: X– mevcut güç, A– Kaynağın EMF'si, b + l– toplam devre direnci.

Ohm'un devre bölümü yasası

Ohm'un bir devrenin ayrı bir bölümü için kanunu şunu belirtir: Bir devrenin bir bölümündeki akım gücü, voltaj arttıkça artar ve bu bölümün direnci arttıkça azalır.

ben=U/R

Bu formüle dayanarak iletkenin direncinin potansiyel farkına bağlı olduğuna karar verebiliriz. Matematiksel açıdan bakıldığında bu doğrudur, ancak fizik açısından bakıldığında yanlıştır. Bu formül yalnızca devrenin ayrı bir bölümündeki direncin hesaplanması için geçerlidir.

Böylece iletken direncini hesaplama formülü şu şekilde olacaktır:

R = p ⋅ l / sn

Tam bir devre için Ohm kanunu

Ohm kanunu arasındaki fark komple zincir Ohm'un bir devrenin bir bölümü için yasasından yola çıkarak, şimdi iki tür direnci hesaba katmamız gerektiğidir. Bu, sistemin tüm bileşenlerinin direnci “R” ve elektromotor kuvvet kaynağının iç direnci “r”dir. Böylece formül şu şekli alır:

ben = U / R + r

Ohm'un alternatif akım yasası

Alternatif akım, belirli zaman dilimlerinde değişmesi nedeniyle doğru akımdan farklıdır. Özellikle anlamını ve yönünü değiştirir. Ohm yasasını burada uygulamak için devredeki direncin dikkate alınması gerekir. DC alternatif akımlı bir devredeki dirençten farklı olabilir. Devrede reaktanslı bileşenlerin kullanılması da farklılık gösterir. Reaktans endüktif (bobinler, transformatörler, bobinler) veya kapasitif (kapasitör) olabilir.

Bir devrede reaktif ve aktif direnç arasındaki gerçek farkın ne olduğunu bulmaya çalışalım. alternatif akım. Böyle bir devredeki voltaj ve akımın değerinin zamanla değiştiğini ve kabaca konuşursak bir dalga formuna sahip olduğunu zaten anlamalısınız.

Bu iki değerin zamanla nasıl değiştiğini şematize edersek sinüs dalgası elde ederiz. Hem voltaj hem de akım sıfırdan maksimum değere yükselir, sonra düşerek geçer boş değer ve maksimum negatif değere ulaşın. Bundan sonra tekrar sıfırdan maksimum değere yükselirler ve bu böyle devam eder. Akım veya gerilimin negatif olduğu söylendiğinde ters yönde hareket ettiği anlamına gelir.

Tüm süreç belirli bir sıklıkta gerçekleşir. Gerilim veya akım değerinin geldiği nokta minimum değer maksimum değere çıkıp sıfırdan geçmesine faz denir.

Aslında bu sadece bir önsöz. Reaktif ve aktif direnişe dönelim. Aradaki fark, aktif dirençli bir devrede akım fazının voltaj fazıyla çakışmasıdır. Yani hem akım değeri hem de gerilim değeri aynı anda bir yönde maksimuma ulaşır. Bu durumda gerilim, direnç veya akımı hesaplama formülümüz değişmez.

Devre reaktans içeriyorsa, akım ve gerilimin fazları birbirinden ¼ periyot kadar kayar. Bu, akım maksimum değerine ulaştığında voltajın sıfır olacağı ve bunun tersi anlamına gelir. Endüktif reaktans uygulandığında, gerilim fazı mevcut fazı "geçer". Kapasitans uygulandığında akım fazı gerilim fazını "geçer".

Endüktif reaktans boyunca voltaj düşüşünü hesaplamak için formül:

U = ben ⋅ ωL

Nerede L reaktansın endüktansıdır ve ω – açısal frekans (salınım fazının zamana göre türevi).

Kapasitans boyunca voltaj düşüşünü hesaplamak için formül:

U = ben / ω ⋅ C

İLE– reaktans kapasitansı.

Bu iki formül Ohm yasasının değişken devreler için özel durumlarıdır.

Tamamı şöyle görünecek:

ben=U/Z

Burada Z– toplam direnç değişken devre empedans olarak bilinir.

Elektrik akımı, voltaj, direnç ve güç gibi. Bilgi ve anlayış olmadan, çalışılması ve anlaşılması imkansız olan temel elektrik yasalarının, tabiri caizse temelinin zamanı geldi. elektronik devreler ve cihazlar.

Ohm kanunu

Elektrik akımı, voltaj, direnç ve güç kesinlikle birbiriyle ilişkilidir. Ve aralarındaki ilişki hiç şüphesiz en önemli şeyle anlatılıyor elektrik hukuku – Ohm kanunu. Basitleştirilmiş haliyle bu yasaya şu ad verilir: Devrenin bir bölümü için Ohm yasası. Ve bu yasa şöyle geliyor:

"Bir devrenin bir bölümündeki akımın gücü, voltajla doğru orantılıdır ve devrenin belirli bir bölümünün elektrik direnciyle ters orantılıdır."

Pratik uygulama için, Ohm yasasının formülü, formülün ana temsiline ek olarak diğer miktarların belirlenmesine yardımcı olacak böyle bir üçgen biçiminde temsil edilebilir.

Üçgen şu şekilde çalışır. Miktarlardan birini hesaplamak için parmağınızla kaplamanız yeterlidir. Örneğin:

Önceki yazımızda elektrik ve su arasında bir benzetme yaparak gerilim, akım ve direnç arasındaki ilişkiyi tespit etmiştik. Ayrıca Ohm yasasının iyi bir yorumu, yasanın özünü açıkça gösteren aşağıdaki şekil olabilir:

Üzerinde “Volt” (gerilim) adamın “Amper” (akım) adamı bir iletken aracılığıyla ittiğini, bunun da “Ohm” adamını (direnç) bir araya getirdiğini görüyoruz. Yani ne olduğu ortaya çıktı daha güçlü direnç iletkeni sıkıştırırsa, akımın içinden geçmesi o kadar zorlaşır (“akımın gücü devre bölümünün direnciyle ters orantılıdır” - veya direnç ne kadar büyük olursa, akım için o kadar kötü olur ve o kadar küçük olur) öyle). Ancak voltaj uyumaz ve akımı tüm gücüyle iter (voltaj ne kadar yüksek olursa, akım o kadar büyük olur veya - "devrenin bir bölümündeki akımın gücü voltajla doğru orantılıdır").

El feneri loş bir şekilde parlamaya başladığında “pil zayıf” deriz. Ne oldu, taburcu oldu ne demek? Bu, akü voltajının düştüğü ve artık akımın el feneri ve ampul devrelerinin direncini aşmasına "yardım edemediği" anlamına gelir. Yani voltaj ne kadar yüksek olursa akımın da o kadar büyük olduğu ortaya çıkıyor.

Seri bağlantı - seri devre

Tüketicileri, örneğin sıradan ampulleri seri olarak bağlarken, her tüketicideki akım aynıdır, ancak voltaj farklı olacaktır. Her tüketicide voltaj düşecektir (azalacaktır).

Ve seri devredeki Ohm yasası şöyle görünecektir:

Şu tarihte: seri bağlantı Tüketici dirençleri artıyor. Toplam direnci hesaplamak için formül:

Paralel bağlantı - paralel devre

Şu tarihte: paralel bağlantı, her tüketiciye aynı voltaj uygulanır, ancak dirençleri farklıysa tüketicilerin her birinden geçen akım farklı olacaktır.

Üç tüketiciden oluşan paralel devre için Ohm yasası şöyle görünecektir:

Paralel bağlandığında devrenin toplam direnci her zaman en küçük bireysel dirençten daha az olacaktır. Ya da “direnç en azından daha az olacak” diyorlar.

Paralel bağlantıda iki tüketiciden oluşan bir devrenin toplam direnci:

Paralel bağlantıda üç tüketiciden oluşan bir devrenin toplam direnci:

Daha fazla sayıda tüketici için hesaplama, paralel bağlantıda iletkenliğin (direncin tersi) her tüketicinin iletkenliklerinin toplamı olarak hesaplanması gerçeğine dayanarak yapılır.

Elektrik gücü

Güç, iletim veya dönüşüm hızını karakterize eden fiziksel bir niceliktir elektrik enerjisi. Güç aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

Böylece kaynak voltajını bilerek ve tüketilen akımı ölçerek elektrikli cihazın tükettiği gücü belirleyebiliriz. Tam tersi, elektrikli cihazın gücünü ve şebeke voltajını bilerek tüketilen akım miktarını belirleyebiliriz. Bu tür hesaplamalar bazen gerekli olabilir. Örneğin sigortalar elektrikli cihazları korumak için kullanılır. devre kesiciler. Doğru koruyucu ekipmanı seçmek için mevcut tüketimi bilmeniz gerekir. Kullanılan sigortalar ev aletleri kural olarak onarıma tabidir ve bunları onarmak yeterlidir

İyi çalışmanızı bilgi tabanına göndermek kolaydır. Aşağıdaki formu kullanın

Bilgi tabanını çalışmalarında ve çalışmalarında kullanan öğrenciler, lisansüstü öğrenciler, genç bilim insanları size çok minnettar olacaklardır.

Yayınlandığı tarih http://www.allbest.ru/

BELARUS CUMHURİYETİ EĞİTİM BAKANLIĞI

Doğa Bilimleri Bölümü

Soyut

Ohm kanunu

Tamamlanmış:

Ivanov M.A.

giriiş

1. Genel görünüm Ohm kanunu

2. Ohm yasasının keşfinin tarihçesi, kısa biyografi bilim adamı

3. Ohm yasalarının türleri

4. İletken direncine ilişkin ilk çalışmalar

5. Elektriksel ölçümler

Çözüm

Literatür, diğer bilgi kaynakları

giriiş

Elektrikle ilgili olaylar gözlendi Antik Çin, Hindistan ve Antik Yunanistançağımızın başlangıcından birkaç yüzyıl önce. Hayatta kalan efsanelerin söylediği gibi, MÖ 600 civarında. Antik Yunan filozofu Miletoslu Thales, hafif nesneleri çekmek için yüne sürülen kehribarın özelliğini biliyordu. Bu arada eski Yunanlılar amberi adlandırmak için “elektron” kelimesini kullanmışlardı. “Elektrik” kelimesi de ondan geldi. Ancak Yunanlılar elektrik olayını yalnızca gözlemlemişler ama açıklayamamışlardır.

19. yüzyıl elektrikle ilgili keşiflerle doluydu. Bir keşif, onlarca yıl boyunca bütün bir keşifler zincirine yol açtı. Elektrik bir araştırma konusu olmaktan çıkıp bir tüketim malına dönüşmeye başladı. Çeşitli üretim alanlarına yaygın olarak tanıtılmaya başlandı. İcat edildi ve yaratıldı elektrik motorları, jeneratörler, telefon, telgraf, radyo. Elektriğin tıbba girişi başlıyor.

Gerilim, akım ve direnç - fiziksel büyüklükler, elektrik devrelerinde meydana gelen olayları karakterize etmek. Bu miktarlar birbiriyle ilişkilidir. Bu bağlantı ilk olarak Alman fizikçi 0m tarafından incelenmiştir. Ohm kanunu 1826'da keşfedildi.

1. Ohm yasasına genel bakış

Ohm kanunu şöyle işler: Devrenin bir bölümündeki akım gücü, bu bölümdeki voltajla doğru orantılıdır (belirli bir direnç için) ve bölümün direnciyle ters orantılıdır (belirli bir voltaj için): I = U / R, formülden U = IHR ve R = U / I şeklinde olur. Belirli bir iletkenin direnci gerilime veya akıma bağlı olmadığından, son formül şu şekilde okunmalıdır: belirli bir iletkenin direnci, oranına eşittir. uçlarındaki voltajın içinden geçen akımın gücüne oranıdır. Elektrik devrelerinde, çoğunlukla iletkenler (elektrik enerjisi tüketicileri) seri (örneğin, Noel ağacı çelenklerindeki ampuller) ve paralel (örneğin, elektrikli ev aletleri) bağlanır.

Seri bağlantıyla, her iki iletkendeki (ampuller) akım gücü aynıdır: I = I1 = I2, söz konusu devrenin bölümünün uçlarındaki voltaj, birinci ve ikinci lambalardaki voltajın toplamıdır: U = U1 + U2. Bölümün toplam direnci, R = R1 + R2 ampullerinin dirençlerinin toplamına eşittir.

Dirençler paralel bağlandığında devre bölümündeki ve dirençlerin uçlarındaki voltaj aynıdır: U = U1 = U2. Devrenin dallanmamış kısmındaki akım, bireysel dirençlerdeki akımların toplamına eşittir: I = I1 + I2. Bölümün toplam direnci, her bir direncin direncinden daha azdır.

Dirençlerin dirençleri aynıysa (R1 = R2), o zaman bölümün toplam direnci Devreye üç veya daha fazla direnç paralel bağlanırsa, o zaman toplam direnç - olabilir.

şu formülle bulunur: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/RN. Paralel olarak, ağ voltajına eşit bir voltaj için tasarlanmış ağ tüketicileri bağlanır.

Yani Ohm Yasası mevcut güç arasındaki ilişkiyi kurar. BEN iletkende ve potansiyel farkta (gerilim) sen bu iletkenin iki sabit noktası (bölümü) arasında:

Orantılılık faktörü R iletkenin geometrik ve elektriksel özelliklerine ve sıcaklığa bağlı olarak omik direnç veya basitçe iletkenin belirli bir bölümünün direnci olarak adlandırılır.

2. Ohm yasasının keşfinin tarihi, bilim adamının kısa bir biyografisi

Georg Simon Ohm, 16 Mart 1787'de Erlangen'de kalıtsal bir tamircinin ailesinde doğdu. Okuldan mezun olduktan sonra Georg şehrin spor salonuna girdi. Erlangen Spor Salonu üniversite tarafından denetleniyordu. Spor salonundaki dersler dört profesör tarafından veriliyordu. Liseden mezun olan Georg, 1805 baharında Erlangen Üniversitesi Felsefe Fakültesi'nde matematik, fizik ve felsefe okumaya başladı.

Üç dönem okuduktan sonra matematik öğretmeninin yerini alma davetini kabul etti. özel okulİsviçre'nin Gottstadt kasabası.

1811'de Erlangen'e döndü, üniversiteden mezun oldu ve doktora derecesini aldı. Üniversiteden mezun olur olmaz kendisine aynı üniversitenin matematik bölümünde özel yardımcı doçentlik görevi teklif edildi.

1812'de Ohm, Bamberg'deki bir okula matematik ve fizik öğretmeni olarak atandı. 1817'de "En Çok" öğretme metodolojisine adanmış ilk basılı çalışmasını yayınladı. en iyi seçenek hazırlık sınıflarında geometri öğretiyor." Ohm elektriği araştırmaya başladı. Ohm, elektrik ölçüm cihazını Coulomb'un burulma dengelerinin tasarımına dayandırdı. Ohm, araştırmasının sonuçlarını "Hangi metallerin hangi kanuna göre olduğu hakkında ön rapor" başlıklı bir makale şeklinde derledi. Makale, 1825 yılında Schweigger tarafından yayınlanan Journal of Physics and Chemistry'de yayınlandı. Ancak Ohm tarafından bulunan ve yayınlanan ifadenin yanlış olduğu ortaya çıktı ve bu da uzun süredir yayınlanmamasının nedenlerinden biri oldu. -Tanıma. Tüm önlemleri alarak, olası tüm hata kaynaklarını önceden ortadan kaldıran Ohm, yeni boyutlara geçti.

1826'da Journal of Physics and Chemistry'de yayınlanan ünlü makalesi "Metallerin elektriği ilettiği yasanın tanımı, volta aparatı teorisinin ve Schweigger çarpanının bir taslağıyla birlikte" yayınlandı.

Mayıs 1827'de "Teorik Araştırmalar" elektrik devreleri"Artık Ohm'un elektrik devreleri hakkındaki teorik mantığını içeren 245 sayfalık cilt. Bu çalışmada bilim adamı, bir iletkenin elektriksel özelliklerini direncine göre karakterize etmeyi önerdi ve bu terimi bilimsel kullanıma soktu. Ohm, yasa için daha basit bir formül buldu Bir elektrik devresinin EMF içermeyen bölümünün: “Galvanik bir devredeki akımın büyüklüğü, tüm gerilimlerin toplamı ile doğru orantılıdır ve verilen uzunlukların toplamı ile ters orantılıdır. Bu durumda, toplam azaltılmış uzunluk, farklı iletkenliklere ve farklı kesitlere sahip homojen bölümler için tüm bireysel azaltılmış uzunlukların toplamı olarak tanımlanır."

1829'da elektromanyetik teorisinin temellerinin yer aldığı “Elektromanyetik Çarpanın Çalışmasının Deneysel Bir Çalışması” makalesi yayınlandı. ölçüm aletleri. Burada Ohm, 1 feet uzunluğunda bir bakır telin direncini seçtiği bir direnç birimi önerdi ve enine kesit 1 kare çizgide.

1830'da Ohm'un "Tek Kutuplu İletkenliğin Yaklaşık Teorisini Oluşturma Girişimi" adlı yeni çalışması ortaya çıktı. Ohm'un eseri 1841 yılına kadar tercüme edilmedi. ingilizce dili, 1847'de - İtalyanca'ya, 1860'da - Fransızca'ya.

16 Şubat 1833'te, yani keşfinin yayınlandığı makalenin yayımlanmasından yedi yıl sonra, Ohm'a yeni düzenlenen Nürnberg Politeknik Okulu'nda fizik profesörü olarak bir pozisyon teklif edildi. Bilim adamı akustik alanında araştırmaya başlar. Ohm, akustik araştırmasının sonuçlarını, daha sonra Ohm'un akustik yasası olarak anılacak bir yasa biçiminde formüle etti.

Ohm yasasını yabancı bilim adamları arasında ilk tanıyanlar Rus fizikçiler Lenz ve Jacobi oldu. Ayrıca uluslararası alanda tanınmasına da yardımcı oldular. Rus fizikçilerin katılımıyla 5 Mayıs 1842'de Londra Kraliyet Cemiyeti Ohm'a altın madalya vererek onu üye seçti.

1845'te Bavyera Bilimler Akademisi'nin asil üyesi seçildi. 1849'da bilim adamı Münih Üniversitesi'ne olağanüstü profesör pozisyonuna davet edildi. Aynı yıl vasi olarak atandı eyalet meclisi fizik ve matematik derslerinin eş zamanlı okunmasıyla birlikte fiziksel ve matematiksel araçlar. 1852'de Ohm profesörlük pozisyonunu aldı. Ohm 6 Temmuz 1854'te öldü. 1881'de Paris'teki elektrik mühendisliği kongresinde bilim adamları oybirliğiyle direnç biriminin adını - 1 Ohm olarak onayladılar.

3. Ohm yasalarının türleri

Ohm yasasının birkaç türü vardır.

Ohm'un bir zincirin homojen bir bölümü için yasası (bir akım kaynağı içermeyen): bir iletkendeki akım, uygulanan voltajla doğru orantılıdır ve iletkenin direnciyle ters orantılıdır:

Ohm'un tam devre yasası - devredeki akım gücü, devrede etkili olan EMF ile orantılıdır ve devre direncinin ve kaynağın iç direncinin toplamı ile ters orantılıdır.

şu anki gücüm nerede

E - elektromotor kuvvet

R, devrenin dış direncidir (yani devrenin direnci)

devrenin emf kaynağının dışında bulunan kısmı)

EMF, bir devredeki bir yükü, bu yükün büyüklüğüyle ilişkili olarak hareket ettirmek için dış kuvvetlerin (yani elektrik kökenli olmayan kuvvetler) yaptığı çalışmadır.

Ölçü birimleri:

EMF - volt

Akım - amper

Dirençler (R ve r) - ohm

Bir elektrik devresinin temel yasasını (Ohm yasası) uygulayarak, ilk bakışta gizemli ve paradoksal görünen birçok doğa olayını açıklamak mümkündür. Örneğin, herkes bilir ki, canlı elektrik kablolarıyla herhangi bir insan teması ölümcüldür. Kırık bir yüksek gerilim kablosuna tek bir dokunuş bile bir insanı veya hayvanı elektrik çarpmasına neden olabilir. Ancak aynı zamanda kuşların yüksek gerilim hatlarına sakince tünediklerini de sürekli görüyoruz ve hiçbir şey bu canlıların hayatını tehdit etmiyor. O halde böyle bir paradoksun açıklamasını nasıl bulabiliriz?

Ve bu fenomen, elektrik telindeki bir kuşun elektrik şebekesinin bölümlerinden biri olduğunu hayal edersek, oldukça basit bir şekilde açıklanabilir, ikincisinin direnci, aynı devrenin başka bir bölümünün (yani küçük bir bölümün) direncini önemli ölçüde aşar. kuşun bacakları arasındaki boşluk). Dolayısıyla devrenin ilk kısmına yani kuşun vücuduna etki eden elektrik akımı onun için tamamen güvenli olacaktır. Bununla birlikte, tam güvenlik yalnızca yüksek gerilim kablosunun bir bölümüyle temas ettiğinde garanti edilir. Ancak elektrik hattına konan bir kuş, kanadı veya gagasıyla bir tele veya telin yakınında bulunan herhangi bir nesneye (örneğin telgraf direğine) dokunursa kuşun ölmesi kaçınılmazdır. Sonuçta, direk doğrudan yere bağlıdır ve kuşun vücuduna geçen elektrik yüklerinin akışı, hızla yere doğru hareket ederek onu anında öldürebilir. Ne yazık ki şehirlerde pek çok kuş bu nedenle ölüyor.

Kuşları elektriğin zararlı etkilerinden korumak için yabancı bilim adamları özel cihazlar geliştirdiler - elektrik akımından yalıtılmış kuş tünekleri. Bu tür cihazlar yerleştirildi yüksek gerilim hatları güç iletimi İzole bir tünekte oturan kuşlar, hayatlarını tehlikeye atmadan gagaları, kanatları veya kuyruklarıyla tellere, direklere veya braketlere dokunabilirler. İnsan derisinin stratum korneum adı verilen üst kısmının yüzeyi en büyük dirence sahiptir. Kuru ve sağlam cildin direnci 40.000 - 100.000 Ohm'a ulaşabilir. Derinin stratum korneum'u çok küçüktür, yalnızca 0,05 - 0,2 mm. ve 250 V'luk bir voltajla kolayca kırılır. Bu durumda direnç yüz kat azalır ve akım insan vücuduna ne kadar uzun süre etki ederse o kadar hızlı düşer. Cildin artan terlemesi, aşırı çalışma, sinirsel heyecan ve sarhoşluk, insan vücudunun direncini 800 - 1000 Ohm'a kadar keskin bir şekilde azaltır. Bu, bazen küçük bir voltajın bile elektrik çarpmasına neden olabileceğini açıklamaktadır. Örneğin insan vücudunun direnci 700 Ohm ise, yalnızca 35 V'luk bir voltaj tehlikeli olacaktır. Bu nedenle, örneğin elektrikçiler 36 V'luk bir voltajla çalışırken bile yalıtım kullanır. koruyucu ekipman- lastik eldivenler veya yalıtımlı saplı aletler.

Ohm yasası o kadar basit görünüyor ki, onu oluştururken aşılması gereken zorluklar gözden kaçırılıyor ve unutuluyor. Ohm yasasını test etmek kolay değildir ve apaçık bir gerçek olarak kabul edilmemelidir; Aslında birçok malzeme için geçerli değildir.

Bu zorluklar tam olarak nedir? Farklı sayıda elemandaki akımı belirleyerek voltaik kolonun eleman sayısındaki değişikliğin ne ürettiğini kontrol etmek mümkün değil mi?

Mesele şu ki, bunu aldığımızda farklı numara tüm devreyi değiştiriyoruz çünkü ek elemanların da ek direnci vardır. Bu nedenle akünün kendisini değiştirmeden voltajı değiştirmenin bir yolunu bulmak gerekir. Ayrıca farklı akım değerleri teli farklı sıcaklıklara kadar ısıtır ve bu etki aynı zamanda akım gücünü de etkileyebilir. Ohm (1787-1854), 1822 yılında Seebeck (1770-1831) tarafından keşfedilen termoelektrik olgusundan yararlanarak bu zorlukların üstesinden geldi.

Böylece Ohm, akımın voltajla orantılı, devrenin empedansıyla ters orantılı olduğunu gösterdi. Karmaşık bir deneyin basit bir sonucuydu bu. En azından şimdi bize öyle görünmesi gerekiyor.

Ohm'un çağdaşları, özellikle de yurttaşları farklı düşünüyordu: Belki de onların şüphesini uyandıran şey Ohm yasasının basitliğiydi. Om resmi kariyerinde zorluklarla karşılaştı ve muhtaç durumdaydı; Om özellikle eserlerinin tanınmaması nedeniyle bunalıma girdi. Büyük Britanya'nın takdirine ve özellikle Kraliyet Cemiyeti Ohm'un çalışmalarının orada hak ettiği takdiri aldığı söylenmelidir. Om, isimleri sıklıkla küçük harflerle yazılmış olan büyük adamlardan biridir: Direniş birliğine "om" adı verilmiştir.

4. İletken direncine ilişkin ilk çalışmalar

İletken nedir? Tamamen pasif bileşen Elektrik devresi sorusunu ilk araştırmacılar yanıtladı. Bunu incelemek basitçe gereksiz gizemler üzerinde kafanızı yormak anlamına gelir, çünkü... yalnızca geçerli kaynak etkin bir öğedir.

Bu bakış açısı, bilim adamlarının en azından 1840'tan önce neden bu yönde yürütülen birkaç çalışmaya neredeyse hiç ilgi göstermediğini açıklıyor.

Böylece, İtalyan bilim adamlarının 1840'ta Torino'da düzenlenen ikinci kongresinde (ilk toplantı 1839'da Pisa'da yapıldı ve hatta bazı siyasi önem kazandı), Marianini tarafından sunulan rapor üzerine yapılan tartışmada konuşan De la Rive, iletkenliğin iletkenliğini savundu. Çoğu sıvı mutlak değildir, "daha ziyade görecelidir ve mevcut güçteki değişikliklere göre değişir." Ama Ohm kanunu 15 yıl önce yayınlanmıştı!

Galvanometrenin icadından sonra iletkenlerin iletkenliği konusunu ilk kez incelemeye başlayan birkaç bilim adamı arasında Stefano Marianini (1790-1866) vardı.

Akü voltajını incelerken tesadüfen bu keşfine ulaştı. Voltaik kolonun element sayısındaki artışla iğne üzerindeki elektromanyetik etkinin gözle görülür şekilde artmadığını fark etti. Bu, Marianini'nin hemen her volta elementinin akımın geçişine bir engel teşkil ettiğini düşünmesine neden oldu. "Aktif" ve "aktif olmayan" çiftleriyle (yani ıslak bir ayırıcıyla ayrılmış iki bakır plakadan oluşan) deneyler yaptı ve deneysel olarak modern okuyucunun tanıyabileceği bir oran buldu. özel durum Ohm kanunu, Marianini'nin deneyinde olduğu gibi dış devrenin direnci dikkate alınmadığında.

Georg Simon Ohm (1789-1854), Marianini'nin erdemlerini kabul etti, ancak eserleri Ohm'a çalışmalarında doğrudan yardımcı olmadı. Ohm, araştırmasında Jean Baptiste Fourier'in (1768-1830) en önemli çalışmalarından biri olan (“Analitik ısı teorisi”, Paris, 1822) çalışmasından ilham almıştır. bilimsel çalışmalar O zamanın matematikçileri ve fizikçileri arasında çok hızlı bir şekilde şöhret ve büyük övgü kazanan tüm zamanların en iyisi. Fourier'nin bahsettiği "ısı akışı" mekanizmasının bir iletkendeki elektrik akımına benzetilebileceği fikrini ortaya attı. Ve nasıl Fourier teorisinde iki cisim arasındaki veya aynı cismin iki noktası arasındaki ısı akışı sıcaklık farkıyla açıklanıyorsa, aynı şekilde Ohm da aralarında elektrik akımının oluşmasını “elektroskopik kuvvetler” farkıyla açıklıyor. bir iletkenin iki noktasında.

Bu benzetmenin ardından Om, çalışmalarına başladı. deneysel çalışmalarçeşitli iletkenlerin göreceli iletkenlik değerlerinin belirlenmesinden. Artık klasik hale gelen bir yöntemi kullanarak ince iletkenleri birbirine bağladı. çeşitli malzemeler aynı çapta ve belirli bir miktarda akım elde edilecek şekilde uzunlukları değiştirildi. Bugün elde etmeyi başardığı ilk sonuçlar oldukça mütevazı görünüyor. ohm kanunu elektrikli galvanometre

Örneğin tarihçiler, Ohm'un gümüşün bakır ve altından daha az iletken olduğuna ilişkin ölçümleri karşısında şaşkına döndüler ve Ohm'un, deneyin bir yağ tabakasıyla kaplanmış gümüş tel üzerinde gerçekleştirildiğine ilişkin kesin değer konusunda yanıltıcı olan kendi açıklamasını küçümseyerek kabul ettiler. . çap

O zamanlar deney yaparken birçok hata kaynağı vardı (metallerin saflığının yetersiz olması, telin kalibre edilmesindeki zorluk, doğru ölçümlerin yapılmasındaki zorluk vb.). En önemli hata kaynağı pillerin polarizasyonuydu. O zamanlar kalıcı (kimyasal) elementler henüz bilinmiyordu, bu nedenle ölçümler için gereken süre boyunca elementin elektromotor kuvveti önemli ölçüde değişti. Ohm'un deneylerine dayanarak akımın devrenin iki noktası arasına bağlanan iletkenin direncine bağlı olduğuna dair logaritmik bir yasaya varmasına yol açan hatalara neden olan da bu nedenlerdi. Oma'nın ilk makalesinin yayınlanmasının ardından Poggendorff ona bu makaleyi bırakmasını tavsiye etti. kimyasal elementler ve kısa bir süre önce Seebeck tarafından tanıtılan bakır-bizmut termokuplunun kullanılması daha iyidir.

Ohm bu tavsiyeyi dinledi ve deneylerini tekrarladı ve dış devresinde aynı çapta ancak farklı uzunluklarda sekiz bakır telin seri olarak bağlandığı termoelektrik pilli bir kurulum kurdu. Akım gücünü, metal bir ip üzerine asılan manyetik bir iğnenin oluşturduğu bir tür burulma dengesi kullanarak ölçtü. Akım oka paralel olarak onu saptırdığında Ohm, üzerinde asılı olduğu ipliği ok normal konumuna gelene kadar büktü;

Akım kuvvetinin ipliğin büküldüğü açıyla orantılı olduğu kabul edildi. Ohm, sekiz farklı tel ile yapılan deneylerin sonuçlarının "denklemle çok iyi ifade edilebileceği" sonucuna vardı.

burada X, uzunluğu x'e eşit olan bir iletkenin manyetik etkisinin yoğunluğu anlamına gelir ve a ve b, sırasıyla heyecan verici kuvvete ve devrenin geri kalan bölümlerinin direncine bağlı olarak sabittir.

Deneysel koşullar değişti: dirençler ve termoelektrik çiftler değiştirildi, ancak sonuçlar yine de yukarıdaki formüle indirgendi; bu formül, X'in yerine akım kuvveti, a'nın yerine elektromotor kuvvet ve b+x'in yerine ise çok basit bir şekilde bizim bildiğimiz formüle dönüşür. devrenin toplam direnci.

Bu formülü alan Ohm, bunu Schweiger çarpanının iğnenin sapması üzerindeki etkisini incelemek ve seri veya seri olarak nasıl bağlandıklarına bağlı olarak hücre pilinin dış devresinden geçen akımı incelemek için kullanır. paralel. Bu şekilde (şimdi ders kitaplarında yapıldığı gibi), bir pilin dış akımını neyin belirlediğini açıklıyor; bu, ilk araştırmacılar için oldukça belirsiz bir soruydu. Om, deneysel çalışmasının kendisine çok arzuladığı üniversiteye giden yolu açacağını umuyordu. Ancak yazılar dikkatlerden kaçmadı. Daha sonra Köln spor salonundaki öğretmenlik görevinden ayrıldı ve elde edilen sonuçları teorik olarak kavramak için Berlin'e gitti. 1827'de Berlin'de ana eseri "Die galvanische Kette, mathe-matisch Bearbeitet" ("Galvanik devre matematiksel olarak geliştirildi") yayınladı.

Geliştirilirken, daha önce belirttiğimiz gibi, Fourier'in analitik ısı teorisinden esinlendiği bu teori, kavramları ve kavramları tanıtmaktadır. kesin tanımlar elektromotor kuvvet veya Ohm'un dediği gibi "elektroskopik kuvvet", elektriksel iletkenlik (Starke der Leitung) ve akım. Ohm, türettiği yasayı modern yazarlar tarafından verilen diferansiyel formda ifade ettikten sonra, termoelektrik devresinin özellikle önemli olduğu belirli elektrik devrelerinin özel durumları için bunu sonlu niceliklerde yazar. Buna dayanarak, iyi bilinen değişim yasalarını formüle eder. elektrik voltajı zincir boyunca.

Ancak Ohm'un teorik çalışmaları da gözden kaçtı ve eğer birisi onlar hakkında yazdıysa, bu yalnızca "tek amacı doğanın onurunu küçümseme arzusu olan hastalıklı bir fanteziyle" alay etmekti. Ve sadece on yıl sonra, parlak eserleri yavaş yavaş hak ettiği tanınmayı almaya başladı:

Almanya'da Poggendorff ve Fechner, Rusya'da Lenz, İngiltere'de Wheatstone, Amerika'da Henry, İtalya'da Matteucci tarafından takdir edildiler.

Ohm'un deneyleriyle eş zamanlı olarak A. Becquerel Fransa'da, Barlow ise İngiltere'de deneylerini gerçekleştirdi. İlkinin deneyleri, çift sargılı bir çerçeveye sahip bir diferansiyel galvanometrenin tanıtılması ve "sıfır" ölçüm yönteminin kullanılması açısından özellikle dikkat çekicidir. Barlow'un deneylerinden bahsetmeye değer çünkü bunlar, tüm devre boyunca akım gücünün sabitliğini deneysel olarak doğruladılar. Bu sonuç 1831'de Fechner tarafından doğrulandı ve pilin iç akımına kadar genişletildi; 1851'de Rudolf Kohlrausch tarafından genelleştirildi.

(180E--1858) tarafından sıvı iletkenler üzerine yapılmış ve daha sonra Gustav Niedmann'ın (1826-1899) dikkatli deneyleriyle bir kez daha doğrulanmıştır.

5. Elektriksel ölçümler

Becquerel karşılaştırma için diferansiyel galvanometre kullandı elektrik direnci. Araştırmasına dayanarak, bir iletkenin direncinin uzunluğuna ve kesitine bağlı olduğu bilinen iyi bilinen yasayı formüle etti. Bu çalışmalar Pouillet tarafından sürdürülmüş ve kendisi tarafından ünlü “Elements de

İlk baskısı 1827'de ortaya çıkan fizik deneysele” (“Deneysel fiziğin temelleri”). Dirençler karşılaştırma yöntemiyle belirlendi.

Zaten 1825'te Marianini, devrenin bir dalının metal bir iletken tarafından oluşturulduğuna inanan Volta'nın ifadesinin aksine, dallanma devrelerinde elektrik akımının hangi malzemeden yapıldığına bakılmaksızın tüm iletkenlere dağıtıldığını gösterdi. geri kalanı sıvı ile, o zaman akımın tamamı metal iletkenden geçmelidir. Arago ve Pouillet, Marianini'nin Fransa'daki gözlemlerini popüler hale getirdi. Henüz Ohm yasasını bilmeyen Pouillet, 1837'de bu gözlemleri ve Becquerel yasalarını kullanarak bir devrenin iletkenliğinin ikiye eşdeğer olduğunu gösterdi.

dallanmış devreler her iki devrenin iletkenliklerinin toplamına eşittir. Bu çalışmayla Pouillet dallanmış zincirlerin incelenmesinin temelini attı. Pouillet onlar için bir dizi terim belirledi:

hala hayatta olan ve Kirchhoff'un 1845'te ünlü "ilkeleri"nde genelleştirdiği bazı özel yasalar.

Elektriksel ölçümler ve özellikle direnç ölçümleri için en büyük ivme, teknolojinin artan ihtiyaçları ve öncelikle elektrikli telgrafın ortaya çıkışıyla ortaya çıkan sorunlar tarafından sağlandı. Sinyallerin uzak mesafelere iletilmesi için elektriğin kullanılması fikri ilk olarak 18. yüzyılda ortaya çıktı. Volta telgraf projesini anlattı ve 1820'de Ampere, sinyalleri iletmek için elektromanyetik olayların kullanılmasını önerdi. Ampere'nin fikri birçok bilim adamı ve teknisyen tarafından benimsendi: 1833'te Gauss ve Weber, Göttingen'de astronomik bir gözlemevi ile fiziksel bir laboratuvarı birbirine bağlayan basit bir telgraf hattı inşa etti. Ancak pratik uygulama Telgraf, 1832'de yalnızca iki karakterden oluşan bir telgraf alfabesi oluşturma fikrini ortaya atan Amerikalı Samuel Morse (1791-1872) sayesinde alındı. Sayısız denemeden sonra Morse nihayet 1835'te New York Üniversitesi'nde özel olarak ilk telgraf modelini oluşturmayı başardı. 1839'da deneysel bir

Washington ile Baltimore arasındaki hat ve 1844'te Morse'un organize ettiği ilk hat Amerikan şirketi yeni bir buluşun ticari kullanımı için. Bu aynı zamanda elektrik alanındaki bilimsel araştırmaların sonuçlarının ilk pratik uygulamasıydı.

İngiltere'de Charles Wheatstone (1802-1875) telgrafı incelemeye ve geliştirmeye başladı. eski ustaüretimde müzik aletleri. Önemini anlamak

Wheatstone direnç ölçümleri için bu tür ölçümler için en basit ve en doğru yöntemleri aramaya başladı. O dönemde kullanılan karşılaştırma yöntemi, gördüğümüz gibi, esas olarak istikrarlı güç kaynaklarının bulunmaması nedeniyle güvenilmez sonuçlar veriyordu. Daha 1840 yılında Wheatstone, elektromotor kuvvetin sabitliğine bakılmaksızın direnci ölçmenin bir yolunu buldu ve cihazını Jacobi'ye gösterdi. Ancak bu cihazın anlatıldığı ve elektrik mühendisliği alanındaki ilk çalışma olarak adlandırılabilecek makale ancak 1843'te ortaya çıktı. Bu makale, o zamanlar Wheatstone'un adını taşıyan ünlü "köprüyü" anlatıyor. Aslında böyle bir cihaz anlatılmıştı -

1833'te Gunther Christie tarafından ve bağımsız olarak 1840'ta Marianini tarafından; Her ikisi de sıfıra indirgemek için bir yöntem önerdiler, ancak Ohm yasasını hesaba katmayan teorik açıklamaları arzulanan çok şey bıraktı.

Wheatstone, Ohm'un hayranıydı ve yasasını çok iyi biliyordu, bu nedenle "Wheatstone köprüsü" teorisi şu anda ders kitaplarında verilenlerden farklı değil. Ayrıca Wheatstone, köprünün çapraz kolunda bulunan galvanometrede sıfır akım elde etmek amacıyla köprünün bir tarafının direncini hızlı ve rahat bir şekilde değiştirmek için üç tip reosta tasarladı (kelimenin kendisi tarafından önerildi)

Peclet'in taklit ederek "reometre" terimini tanıttığı Ampere tarafından ortaya atılan "reofor" ile analoji. Bugün hala kullanımda olan hareketli braketli ilk reosta türü, Wheatstone tarafından 1841'de Jacobi tarafından kullanılan benzer bir cihaza benzetilerek oluşturuldu. İkinci tip reosta, etrafına bir parçanın sarıldığı ahşap bir silindir biçimindeydi. ahşap silindirden bronza kolayca sarılan bir devreye bağlı bir telin. Üçüncü tip reosta, Ernst'in önerdiği "direnç deposuna" benziyordu.

Werner Siemens (1816-1892), bilim adamı ve sanayici, 1860 yılında geliştirildi ve yaygın olarak dağıtıldı. "Wheatstone köprüsü" elektromotor kuvvetleri ve direnci ölçmeyi mümkün kıldı.

Su altı telgrafının yaratılması, belki de hava telgrafından daha fazla, elektriksel ölçüm yöntemlerinin geliştirilmesini gerektirdi. Sualtı telgraflarıyla ilgili deneyler 1837 gibi erken bir tarihte başladı ve çözülmesi gereken ilk sorunlardan biri, akımın yayılma hızının belirlenmesiydi. 1834'te Wheatstone, Bölüm'de bahsettiğimiz döner aynaları kullanıyordu. 8, bu hızın ilk ölçümlerini yaptı, ancak sonuçları Latimer Clark'ın sonuçlarıyla çelişiyordu ve ikincisi de diğer bilim adamlarının daha sonraki çalışmalarıyla örtüşmüyordu.

1855 yılında William Thomson (daha sonra Lord Kelvin unvanını almıştır) tüm bu tutarsızlıkların nedenini açıkladı. Thomson'a göre bir iletkendeki akımın hızının kesin bir değeri yoktur. Bir çubuktaki ısı yayılma hızının malzemeye bağlı olması gibi, bir iletkendeki akımın hızı da direncinin ve elektriksel kapasitansının çarpımına bağlıdır. Onun zamanındaki bu teorisini takip ederek

Şiddetli eleştirilere maruz kalan Thomson, su altı telgrafıyla ilgili sorunları ele aldı.

İngiltere ile Amerika'yı birbirine bağlayan ilk transatlantik kablo yaklaşık bir ay boyunca çalıştı ancak daha sonra bozuldu. Thomson yeni kabloyu hesapladı, çok sayıda direnç ve kapasitans ölçümü gerçekleştirdi ve kendi icadı olan bir "sifon kaydedici" ile değiştirilen astatik yansıtıcı galvanometrenin de dahil olduğu yeni iletim cihazları icat etti. Nihayet 1866'da yeni transatlantik kablo başarıyla faaliyete geçti. Bu ilk büyük elektrik mühendisliği yapısının oluşturulmasına, elektriksel ve manyetik ölçüm birimlerinden oluşan bir sistemin geliştirilmesi eşlik etti.

Elektromanyetik ölçümün temeli, Carl Friedrich Gauss (1777-1855) tarafından 1832'de yayınlanan ünlü makalesi “Intensitas vis magnetae terrestris ad mensuram absolutam revocata” (“Mutlak ölçülerde karasal manyetizma kuvvetinin büyüklüğü”) ile atılmıştır. Gauss, çeşitli manyetik ölçüm birimlerinin birbiriyle karşılaştırılamayacağını belirtti.

kendisi, en azından büyük bir kısmı için, mekaniğin üç temel birimine dayanan bir mutlak birimler sistemi önerdi: saniye (zaman birimi), milimetre (uzunluk birimi) ve miligram (kütle birimi). Bunlar aracılığıyla diğer tüm fiziksel birimleri ifade etti ve bir dizi ölçüm aleti, özellikle de dünyanın manyetizmasını mutlak birimlerle ölçmek için bir manyetometre icat etti. Gauss'un çalışmaları, Gauss tarafından tasarlanan kendi enstrümanlarının ve enstrümanlarının çoğunu yapan Weber tarafından sürdürüldü. Yavaş yavaş, özellikle de Maxwell'in, 1861'den 1867'ye kadar yıllık raporlar yayınlayan İngiliz Derneği'nin oluşturduğu özel ölçüm komisyonunda gerçekleştirdiği çalışmaları sayesinde, şu fikir ortaya çıktı: birleşik sistemlerönlemler, özellikle elektromanyetik ve elektrostatik önlemler sistemi.

Bu tür mutlak birim sistemleri oluşturma fikri, İngiliz Birliği'nin ikinci komisyonunun 1873 tarihli tarihsel raporunda ayrıntılı olarak açıklanmıştır. 1881'de Paris'te toplanan Uluslararası Kongre, ilk kez uluslararası ölçü birimlerini oluşturdu ve her birine büyük bir fizikçinin onuruna bir isim verdi. Bu isimlerin çoğu hâlâ varlığını sürdürüyor: volt, ohm, amper, joule vb.

Pek çok değişiklik ve dönüşle, temel birimleri olarak metre, kilogram-kütle, saniye ve ohm'u alan Uluslararası Georgie Sistemi veya MKSQ 1935'te tanıtıldı.

İlk kez Fourier tarafından analitik ısı teorisinde (1822) kullanılan ve bu formüllerde kullanılan gösterimi kuran Maxwell tarafından yaygınlaştırılan "boyutsal formüller", birim "sistemleri" ile ilişkilidir. Geçen yüzyılın metrolojisi, tüm olguları mekanik modeller kullanarak açıklama isteğine dayalıydı. büyük değer doğanın sırlarının anahtarı olarak ne fazlasını ne de azını görmek istediği boyut formülleri. Aynı zamanda neredeyse dogmatik nitelikte bir takım açıklamalar da ortaya atıldı. Dolayısıyla üç temel büyüklüğün olması gerektiği neredeyse zorunlu bir dogmaydı. Ancak yüzyılın sonuna gelindiğinde boyutsal formüllerin tamamen geleneksel olduğunu anlamaya başladılar ve bunun sonucunda boyutsal teorilere olan ilgi giderek azalmaya başladı.

Çözüm

Münih Üniversitesi'nden fizik profesörü E. Lommel, 1895'te bilim adamı için bir anıtın açılışında Ohm'un araştırmasının öneminden bahsetti:

"Ohm'un keşfi, daha önce karanlıkla kaplı olan elektrik alanını aydınlatan parlak bir meşaleydi. Ohm, anlaşılmaz gerçeklerin aşılmaz ormanındaki tek doğru yolu gösterdi. Elektrik mühendisliğinin gelişiminde olağanüstü başarılar, hayretle izledik son on yıllar, ancak Ohm'un keşfine dayanarak elde edilebilirdi. Doğanın kanunlarını çözebilen yalnızca o, doğanın güçlerine hükmedebilir ve onları kontrol edebilir. Om, doğanın uzun süredir sakladığı sırrı kaptı ve onu çağdaşlarına teslim etti.

Kullanılan kaynakların listesi

Dorfman Ya. Dünya tarihi fizikçiler. M., 1979 Ohm G. Metallerin temas elektriğini iletmelerine göre kanunun belirlenmesi. - Kitapta: Fizik biliminin klasikleri. M., 1989

Ansiklopedi Yüz kişi. Bu dünyayı değiştirdi. Ohm.

Prohorov A.M. Fiziksel ansiklopedik sözlük, M., 1983

Orir J. Fizik, cilt 2.M., 1981

Giancoli D. Fizik, cilt 2.M., 1989

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

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

Allbest.ru'da yayınlandı

Benzer belgeler

Isaac Newton'un "Evrensel Çekim Yasası"nı keşfinin tarihçesi ve bu keşiften önceki olaylar. Kanunun uygulanmasının özü ve sınırları. Kepler yasalarının formülasyonu ve bunların gezegenlerin, doğal ve yapay uydularının hareketlerine uygulanması.

sunum, 25.07.2010 eklendi


Sabit bir kuvvetin etkisi altındaki bir cismin hareketinin incelenmesi. Harmonik osilatör denklemi. Matematiksel bir sarkacın salınımının açıklaması. Gezegenlerin Güneş etrafındaki hareketi. Çözüm diferansiyel denklem. Kepler yasasının, Newton'un ikinci yasasının uygulanması.

özet, 24.08.2015 eklendi


Evrensel çekim yasasının keşfinin tarihi. Johannes Kepler, gezegenlerin güneş etrafındaki hareketi yasasını bulanlardan biridir. Cavendish deneyinin özü ve özellikleri. Kuvvet teorisi analizi karşılıklı çekim. Kanunun uygulanabilirliğinin temel sınırları.

sunum, 29.03.2011 eklendi


"Arşimed Yasasını" incelemek, Arşimet kuvvetini belirlemek için deneyler yapmak. Yer değiştiren sıvının kütlesini bulmak ve yoğunluğu hesaplamak için formüllerin türetilmesi. "Arşimed Yasası"nın sıvı ve gazlara uygulanması. Bu konuyla ilgili bir dersin metodolojik gelişimi.

ders notları, eklendi: 27.09.2010


Büyük İngiliz fizikçisi, matematikçisi ve astronomu Newton hakkında biyografik bilgiler, eserleri. Bir bilim adamının araştırması ve keşifleri, optik ve renk teorisi deneyleri. Boyle-Mariotte yasasına dayanarak Newton'un gazdaki ses hızını ilk kez türetmesi.

sunum, 26.08.2015 eklendi


Manyetik anomalinin nedenini araştırıyoruz. Dünyanın manyetik alan kuvvetinin yatay bileşenini belirleme yöntemleri. Biot-Savart-Laplace yasasının uygulanması. Teğet-galvanometre bobinine gerilim uygulandıktan sonra okun dönme nedeninin belirlenmesi.

test, 25.06.2015 eklendi


Newton'un temel yasalarının açıklaması. Dinlenme durumunu koruyan vücut hakkındaki birinci yasanın özellikleri veya düzgün hareket diğer organların telafi edici eylemleri ile. Vücut ivmesi yasasının ilkeleri. Atalet referans sistemlerinin özellikleri.

sunum, 12/16/2014 eklendi


Kepler'in gezegensel hareket yasaları, kısa açıklama. Evrensel Yer Çekimi Yasasının I. Newton tarafından keşfinin tarihi. Evrenin bir modelini yaratmaya çalışır. Yer çekimi etkisi altında cisimlerin hareketi. Yerçekimi kuvvetleri cazibe. Yapay Dünya uyduları.

özet, 25.07.2010 eklendi


Dirençleri paralel bağlarken ilişkilerin geçerliliğinin kontrol edilmesi ve Kirchhoff'un birinci yasası. Alıcı empedansının özellikleri. Çeşitli bağlantılar için voltaj ve akımı hesaplama yöntemi. Bir bölüm ve tüm devre için Ohm yasasının özü.

laboratuvar çalışması, eklendi 01/12/2010


Doğadaki temel etkileşimler. Elektrik yüklerinin etkileşimi. Elektrik yükünün özellikleri. Elektrik yükünün korunumu kanunu. Coulomb yasasının formülasyonu. Coulomb yasasının vektör şekli ve fiziksel anlamı. Süperpozisyon ilkesi.

"Ohm yasasını bilmiyorsanız evde kalın" diyorlar. Öyleyse bunun ne tür bir yasa olduğunu öğrenelim (hatırlayalım) ve cesaretle yürüyüşe çıkalım.

Ohm yasasının temel kavramları

Ohm kanunu nasıl anlaşılır? Sadece tanımında neyin ne olduğunu bulmanız gerekiyor. Ve akımı, voltajı ve direnci belirleyerek başlamalısınız.

Mevcut güç I

Bir iletkenin içinden bir akım geçmesine izin verin. Yani, yüklü parçacıkların yönlendirilmiş bir hareketi vardır - örneğin bunlar elektronlardır. Her elektronun bir temel elektrik yükü vardır (e= -1,60217662 × 10 -19 Coulomb). Bu durumda akan elektronların tüm yüklerinin toplamına eşit belirli bir elektrik yükü, belirli bir yüzeyden belirli bir süre içinde geçecektir.

Şarjın zamana oranına akım gücü denir. Belirli bir sürede bir iletkenden ne kadar çok yük geçerse, akım da o kadar büyük olur. Akım gücü ölçülür Amper.

Gerilim U veya potansiyel fark

Elektronları hareket ettiren şey tam olarak budur. Elektrik potansiyeli Bir alanın, yükü bir noktadan diğerine aktarmak için iş yapma yeteneğini karakterize eder. Yani bir iletkenin iki noktası arasında potansiyel bir fark vardır ve elektrik alanı yükü aktarmak için çalışır.

Elektrik yükünün aktarımı sırasında etkili elektrik alanının çalışmasına eşit fiziksel bir miktara voltaj denir. Ölçülen süre Voltach. Bir Volt bir yük hareket ettiğinde 1 olan voltajdır Cl 1'e eşit çalışır Joule.

Direnç R

Akım, bildiğimiz gibi, bir iletken içinde akar. Bir çeşit tel olsun. Bir alanın etkisi altında bir tel boyunca hareket eden elektronlar, telin atomlarıyla çarpışır, iletken ısınır ve kristal kafesteki atomlar titreşmeye başlar, bu da elektronların hareket etmesi için daha fazla sorun yaratır. Bu olguya direnç denir. Sıcaklığa, malzemeye, iletken kesitine bağlıdır ve ölçülür. Omaha.

Ohm yasasının formülasyonu ve açıklaması

Almanca öğretmeni Georg Ohm'un kanunu çok basittir. Şöyle yazıyor:

Devrenin bir bölümündeki akım gücü, voltajla doğru orantılı, dirençle ters orantılıdır.

Georg Ohm bu yasayı deneysel olarak (ampirik olarak) türetmiştir. 1826 yıl. Doğal olarak devre bölümünün direnci ne kadar büyük olursa akım da o kadar az olacaktır. Buna göre voltaj ne kadar yüksek olursa akım da o kadar büyük olur.

Bu arada! Okuyucularımız için şimdi %10 indirim var.

Ohm yasasının bu formülasyonu en basit olanıdır ve bir devrenin bir bölümü için uygundur. Devre bölümü derken, EMF'li akım kaynaklarının bulunmadığı homojen bir bölüm olduğunu kastediyoruz. Basitçe söylemek gerekirse bu bölüm bir çeşit direnç içerir ancak üzerinde akımı kendisi sağlayan bir pil yoktur.

Ohm yasasını tam bir devre için düşünürsek, formülasyonu biraz farklı olacaktır.

Bir devremiz olsun, üzerinde voltaj oluşturan bir akım kaynağı ve bir çeşit direnç var.

Kanun şu şekilde yazılacaktır:

Ohm yasasının içi boş bir zincire ilişkin açıklaması, bir zincirin bir bölümüne ilişkin açıklamadan temel olarak farklı değildir. Gördüğünüz gibi direnç, direncin kendisinden ve akım kaynağının iç direncinden oluşur ve formülde voltaj yerine kaynağın elektromotor kuvveti görünür.

Bu arada EMF'nin ne olduğunu ayrı makalemizde okuyun.

Ohm kanunu nasıl anlaşılır?

Ohm yasasını sezgisel olarak anlamak için, bir akımı sıvı biçiminde temsil etme benzetmesine dönelim. Georg Ohm, kendi adını taşıyan yasanın keşfine yol açan deneyler yaptığında tam da bunu düşünüyordu.

Akımın bir iletken içindeki yük taşıyıcı parçacıkların hareketi değil, bir boru içindeki su akışının hareketi olduğunu düşünelim. Öncelikle su bir pompa ile pompa istasyonuna kaldırılır ve buradan potansiyel enerjinin etkisi altında aşağıya doğru yönelerek borunun içinden akar. Üstelik pompa suyu ne kadar yükseğe pompalarsa boruda o kadar hızlı akacaktır.

Suyun potansiyel enerjisi (potansiyel fark) ne kadar büyük olursa, su akış hızının (teldeki akım gücü) daha büyük olacağı sonucu çıkar.

Akım gücü voltajla doğru orantılıdır.

Şimdi direnişe dönelim. Hidrolik direnç, bir borunun çapı ve duvar pürüzlülüğünden dolayı gösterdiği dirençtir. Çap ne kadar büyük olursa borunun direncinin o kadar düşük olacağını ve daha fazla olacağını varsaymak mantıklıdır. Daha kesitinden su (daha yüksek akım) akacaktır.

Akım gücü dirençle ters orantılıdır.

Bu benzetme yalnızca Ohm yasasını temelden anlamak için yapılabilir, çünkü orijinal biçimi aslında oldukça kaba bir yaklaşımdır ve yine de pratikte mükemmel uygulama alanı bulmaktadır.

Gerçekte, bir maddenin direnci kristal kafesin atomlarının titreşimlerinden, akım ise serbest yük taşıyıcılarının hareketinden kaynaklanmaktadır. Metallerde serbest taşıyıcılar atomik yörüngelerden kaçan elektronlardır.

Bu yazımızda Ohm kanununun basit bir açıklamasını vermeye çalıştık. Görünüşte basit olan bu şeyleri bilmek sınavda işinize yarayabilir. Elbette, Ohm yasasının en basit formülünü verdik ve şimdi aktif ve reaktif direnç ve diğer inceliklerle ilgilenen yüksek fizik ormanına girmeyeceğiz.

Eğer böyle bir ihtiyacınız varsa personelimiz size yardımcı olmaktan mutluluk duyacaktır. Ve son olarak sizi bakmaya davet ediyoruz ilginç video Ohm kanunu hakkında. Bu gerçekten eğitici!