Ohmův zákon pro řetězovou sekci

Zákon

Ohm pro řetězec je základním vzorcem, který učitelé používají k řešení neposlušných studentů.Podívejme se, co George Om chtěl vyslovit potomkům, když formuloval zákon:

I = U / R.Kde jsem ampera měřená v ampérech;U je napětí ve voltech;a R je odpor v ohmech.

Historie vytváření Ohmova zákona pro část obvodu

V kombinaci s vědomím, že napětí paralelních obvodů je stejné jako proud v sérii, Ohmův zákon pro část obvodu se stává silným nástrojem pro řešení jakýchkoli problémů.Byl odvozen v roce 1827, vzorec je několik desetiletí před prací Kirchhoff. Georg Om experimentoval s aktivními odpory a po dobu dvou let bojoval s tím, co dnes bude stačit pro běžného studenta po dobu půl hodiny. Vše z nedostatku materiálové základny.

Vědec Georg Omd

V roce 1600 představil společnost Volta baterii veřejnosti a výzkumníci začali hledat, kde přizpůsobit inovace. Stalo se zřejmé, že pomocí telegrafu bylo možné rychle a na dlouhé vzdálenosti předávat informace. Ale nebylo nic měřit. Je zřejmé, že žádný proud a napětí nesouvisejí později s Ohmovým zákonem pro část okruhu. Obtíž se na obzoru objevila až v době, kdy se objevila potřeba oprav. Po čtyřicet let od narození Ohmova zákona, když byl transatlantický telegraf položen v roce 1866, byl jako přijímač používán zrcadlový galvanometr Kelvin.

8 let před tím si budoucí pán vzal patent na vynález. Ve své původní podobě je zařízení cívka drátu s pohyblivým zrcadlem uvnitř.V okamžiku, kdy byl proud v okruhu zaznamenán, světlo se odráželo správným směrem, operátor viděl, co se děje s jeho vlastními očima. Souhlasíte, že pomocí takového zařízení je obtížné měřit. Kelvin změnil, to se stalo o 40 let později než bylo žádoucí pro Georgea Ohme.

Vynálezce prvního přesného ampérmetru, Edward Weston, se narodil v roce 1850.Zařízení bylo vyrobeno v roce 1886 a zajistilo přesnost 0,5%.Je zřejmé, že George Om nepoužíval přístroj při hledání zákona pro řetězec. Přinesl však slavný vzorec. Jak? Byl známý jako velký matematik a ve svém výzkumu použil Fourierovy nápady na vedení tepla.

Studie galvanického obvodu je matematicky snadno dostupná ve formátu pdf z úložiště Google. Je pravda, že překlad do ruštiny nelze nalézt ani v centrální knihovně jména Lenina.

Prehistorie objevů Georgea Ohmových

Dřívější Thales Miletsky byl již zmíněn v tématech;Lidstvo v oblasti elektřiny vděčí ženám hodně a jejich zvědavost, která donutila její dceru, aby se zeptala Papa Thalesa o vysvětlení nepochopitelného jevu.

Pak byla elektřina zapomenuta po staletí.První seriózní práce v této oblasti je dílo Williama Gilberta, krátce před vlastní smrtí, které se podařilo vydat pojednání, jehož jméno lze volně přeložit jako "O magnetu, magnetických tělech a velkém magnetu - Zemi".Otto von Guericke je nemožné projít pomocí statického generátoru náboje svého vlastního designu, který dokázal vytvořit řadu zajímavých vzorů:

  1. Obvinění ze stejného znaku jsou odpuzována, přitahují se naopak. Von Gerike upozorňoval na tyto protiklady.
  2. S uzavřením nábojů různých signálů proudí proud vodičů.V té době nebyl žádný koncept, ale zmizela se skutečnost, že zmizely interakční síly mezi těly.

Pokusy od Karla Dyufeho

Poznamenal přítomnost znaků v poplatcích Charlesem Dyuféem: již napsali o "skleněné" a "smoly" elektrické energii.

Jak Georg Ohm odvodil zákon matematicky

Autoři provedli malý překlad celé( !) Knihy na matematické studii elektrického obvodu. Om píše, že práce byla vytvořena pouze na základě tří postulátů:

  • . Rozložení elektrické energie uvnitř pevného tělesa( dirigent).
  • Pohyb elektrické energie mimo pevnou část těla( my se snažíme naznačit, že hovoříme o magnetickém poli).
  • Fenomén vzhledu elektřiny při kontaktu s různými vodiči( nyní nazývaný termočlánek).

Vědec píše, že se spoléhal na vzduch, poslední dva postuláty nebyly ve formě zákonů v té době, byly přítomny jen částečné experimentální vývoje. Studie byly založeny na experimentech Charlesa Coulomba, který experimentoval s dálkovým působením obvinění.Teď už Ohm navrhl, že dva kontaktující odlišné vodiče tvoří potenciální rozdíl. A teď ohromné ​​objevy ohmů:

Torzní váhy

  1. Jak již bylo zmíněno výše, tehdy nebyly žádné měřicí přístroje. Om věděl z vědeckých publikací, že proud, který protéká drátem, odkládá magnetickou jehlu stranou. Nebylo snadné srovnávat úhel s množstvím elektřiny, ale vědec šel do triku: s pomocí torzních závaží začal určit sílu, se kterou se kompasové časy a směr kovového jádra shodovaly. A v Newtonech to je velmi malá hodnota. Takže se člověk naučil měřit přesně sílu proudu - množství neznámé vědeckému společenství, zavedené do použití génia vědy.
  2. Během experimentů bylo zjištěno, že voltový pól nedává konstantní napětí.Experimenty za takových podmínek nemohl George Om pokračovat. A začal používat. .. termo-emf( na radu fyzika I. H. Poggendorfa).To je úžasné, protože nízké napětí - potenciální rozdíl mezi dvěma různými vodiči( měď a vizmut) - způsobují nevýznamné proudy. Om se s úkolem vyrovnal pomocí torzních závaží a kompasové jehly. Mírný pokles teploty na křižovatce byl rychle kompenzován. Vědec umístil první konec termočlánku do nádoby s vroucí vodou, druhý - do nádoby s ledem. Neurčitost zůstávala na stupnici nekonzistentní.Například varu začíná jinak, proces je ovlivňován tlakem atmosféry. Ale termočlánek se od prvního testu projevil mnohem lépe než galvanická buňka.

Přívěsek s jeho vynálezem

Přidat, torzní rovnováha, jejíž princip činnosti je založen na modulu pružnosti tenkého drátu navrženého přívěsku. Používá se na statické poplatky. Tak, a přinesl slavný zákon. Magnetická jehla je popsána v díle Oersted( 1820).Vědec si všiml, že odchylka je úměrná tomu, co se nyní nazývá proud. V tomto roce Ampère formuloval svůj vlastní slavný zákon a řekl, že solenoid s potenciálním rozdílem na jeho nálezy je orientován v magnetickém poli Země.Objevy následovaly jeden po druhém a kniha George Om o matematickém studiu galvanického okruhu byla příští v řadě.

Vědec umístil magnetickou jehlu ve směru magnetického meridiánu. Chcete-li eliminovat vliv magnetického pole Země.Pomocí torzních závaží jsme změřili sílu potřebnou k návratu systému do původního stavu. Om odvodil řadu důvodů pro nespokojenost s galvanickým článkem jako zdrojem energie:

  1. Postupně, jako každá baterie, došlo ke ztrátě napětí ve sloupci voltu. Om si to všimlo při studiu tepelného účinku na kus obyčejného drátu. Postupně teplota neúprosně klesla. Bylo nutné přenést systém do počátečního stavu( nabíjení), protože se zvýšilo vytápění.V důsledku toho galvanický prvek v průběhu výzkumu uvedl chybu. Thermo-EMF má větší stabilitu a menší hodnotu, což snižuje ohřev vodičů a vyrovnává teplotní chybu.

    Příprava na experiment

  2. Ohm provedl experimenty na krátkých délkách drátu z různých materiálů.Odolnost kusů byla menší než vnitřní odpor zdroje. V důsledku vytváření odporového děliče se mění proud materiálu se změnou v materiálu vodiče, který se změnil velmi málo. Vnitřní impedance galvanického článku způsobila velké chyby. A zde se termočlánek projevuje tím nejlepším způsobem. Vnitřní odpor takového zdroje je extrémně malý.

Kromě toho byla čistota materiálů studovaných vzorků pochybná dokonce i společností Ohm. Pro odhad průměru( a průřezové plochy) nebyl použitelný digestibilní nástroj. To vše ukazuje, kolik obtíží musel překonat učitel( talentovaná matematika).

Jak jsme se seznámili s prací, bylo jasné, proč nám trvalo dva celé roky, abychom získali jednoduchý vzorec. Vrchol toho vědce nenalezl žádnou podporu, především materiál, od akademiků a státních institucí.A rovnice byla kritizována po dlouhou dobu - olej v ohni přidal nepřesnost v původní formulaci rovnice. Shrnutí:

  1. Odběrem homogenního, symetrického prstence od dirigenta ukázal vědec pomocí deduktivní metody, že proud v každé sekci je stejný.Věříme, že Omu aktivně pomohl střelci, jehož torzní síla na obvodu kruhu zůstala konstantní.
  2. Sestavením prstence segmentů vytvořil Ohm různé geometrické abstrakce, vytáhl je do linie, kreslil a představil koncept potenciálního rozdílu. A všichni vidět matematický výraz zákona.

Podle Omova byla práce v té době považována za nejobtížnější matematický úkol, dodáváme, jeho text poskytne sto bodů pro každou moderní šarádu. Když je prsten prezentován jako přímka, vypadá to divně, text tuto akci nevysvětluje( i když je účel tréninku trvale popsán).Nevyjadřujeme se, abychom objasnili podstatu abstrakcí, jednoduše naznačili formu rovnice, k níž dospěl vědec:

X = a / b + x,

kde X je síla působící na magnetickou jehlu, a je délka studovaného vodiče, b a x jsou některé libovolné konstanty. Například Om navrhl vzít b jediné číslo 20.25 a x - rozsah hodnot od 7285 do 6800. V tomto případě bylo možné pomocí předem daného výrazu předem předpovědět délku a materiál magnetické síly vodiče působící na šipku. Co je považováno za potvrzení věrnosti tomu, co se děje.

Namísto uzavření

Talentovaný matematik pracoval na jednoduché závislosti již před několika staletími již několik let. První pomohl s touto radou, druhá zasáhla. Stačí, když říkáme, že konečná instalace byla navržena speciálně za účelem nalezení závislostí.Všechny součásti včetně termočlánku vykazovaly jasně definované rozměry. Montáž byla pokryta čepičkou, která eliminuje vliv turbulence vzduchu na torzní váhy.

To nakonec snížilo chyby na 5-10%.Co nám umožnilo odvodit poměr, známý dnes jako Ohmův zákon pro řetězový segment.

Indukční cívka

Indukční cívkaEncyklopedie

Induktor je prvek elektrického obvodu, který přispívá k akumulaci energie magnetického pole. S využitím produktů vyráběných oscilačních rezonančních obvodů.Cívka je zavolána, protože kolem válce ...

Přečtěte Si Více
Pájecí stanice

Pájecí staniceEncyklopedie

Pájecí stanice je zařízení, které zjednodušuje proces pájení.A směr pohybu je zcela určen podmínkami.Čím přesněji jsou podmínky pájení udržovány, tím lepší je dosaženo švu, ale bude vyžadováno dal...

Přečtěte Si Více
Pravidlo Gimlet

Pravidlo GimletEncyklopedie

Pravidlo Gimlet - zjednodušená vizuální demonstrace s jednou rukou pro správné vynásobení dvou vektorů.Geometrie školního kurzu předpokládá vědomí žáků o skalárním výrobku. Ve fyzice je často nale...

Přečtěte Si Více