Ohms lov for kædesektionen

Ohms lov for kædesektionen er den grundlæggende formel, som lærere bruger til at håndtere ulydige elever. Lad os se, hvad George Om ønskede at formidle til efterkommere, da han formulerede loven:

I = U / R.Hvor jeg er strømstyrken målt i ampere;U er spændingen, i volt;og R er modstanden i ohm.

Historien om oprettelsen af ​​Ohms lov for en sektion af et kredsløb

I kombination med den viden om, at spændingen af ​​parallelle kredsløb er den samme som strømmen i serie, bliver Ohms lov for en sektion af et kredsløb et effektivt værktøj til at løse eventuelle problemer. Der er udledt i 1827, formlen er adskillige årtier forud for Kirchhoffs arbejde. Georg Om eksperimenterede med aktive modstande og i to hele år kæmpede med hvad i dag ville være nok for en almindelig elev i en halv time. Alt fra mangel på materiel base.

I 1600 præsenterede Volta et batteri for offentligheden, og forskerne begyndte at se efter, hvor de skulle tilpasse innovationen. Det blev tydeligt, at det var muligt at sende information hurtigt og over lange afstande ved hjælp af en telegraf. Men der var ikke noget at måle. Det er klart, at ingen strøm og spænding senere er relateret af Ohms lov til en sektion af kredsløbet. Vanskeligheden vågnede i horisonten kun i den periode, hvor behovet for reparationer dukkede op. Efter 40 år efter Ohm's lov, da den transatlantiske telegraf blev lagt i 1866, blev Kelvin-spejlgalvanometret brugt som modtager.

8 år før dette tog den kommende herre et patent for en opfindelse. I sin oprindelige form er enheden en ledningspole, med et bevægeligt spejl indeni. I det øjeblik, hvor strømmen blev optaget i kredsløbet, blev lyset reflekteret i den rigtige retning, operatøren så hvad der skete med sine egne øjne. Enig, med hjælp fra en sådan enhed er det svært at måle. Kelvin ændret, det skete 40 år senere end det var ønskeligt for George Ohm.

Opfinder af det første præcise ammeter, Edward Weston, blev født i 1850.Enheden blev fremstillet i 1886 og sikret nøjagtighed på 0,5%.Det var klart, at George Om ikke brugte enheden, da han søgte efter loven for kædesektionen. Men bragte den berømte formel. Hvordan? Han var kendt som en storslået matematiker, og i sin forskning brugte han Fouriers ideer om varmeledning.

Det galvaniske kredsløbsstudium er matematisk let at downloade i pdf-format fra Google-depotet. Sandt nok kan en oversættelse til russisk ikke findes selv i Lenin's centrale bibliotek.

Forhistorie af George Ohms opdagelser

Tidligere Thales Miletsky var allerede nævnt i emnerne;Menneskeheden inden for elektricitet skyldes meget for kvinder og deres nysgerrighed, hvilket tvang datteren til at spørge Papa Thales for en forklaring på et uforståeligt fænomen.

Så blev elmen glemt i århundreder. Det første seriøse arbejde på dette område er William Gilbert's arbejde, kort før sin egen død, som formåede at offentliggøre en afhandling, hvis navn kan frit omregnes som "Om en magnet, magnetiske legemer og en stor magnet - Jorden".Det er umuligt at passere Otto von Guericke ved hjælp af en statisk ladningsgenerator af sit eget design, der har formået at etablere en række nysgerrige mønstre:

1. Afgifterne på det samme tegn afvises, det modsatte tiltrækkes. Von Gerike fremhævede disse modsætninger.
2. Med lukningen af ​​ladninger af forskellige tegn strømmer lederen strøm. På det tidspunkt eksisterede der ikke noget koncept, men faktumet for, at interaktionskræfterne blev forsvundet mellem kroppene blev bemærket.

Han noterede sig tilstedeværelsen af ​​tegn i anklager af Charles Dyufé: de skrev allerede om "glas" og "pitch" elektricitet.

Hvordan Georg Ohm udledte loven matematisk

Forfatterne lavede en lille oversættelse af en hel( !) Bog om den matematiske undersøgelse af det elektriske kredsløb. Om skriver, at arbejde blev skabt på basis af kun tre postulater:

• . Spredningen af ​​elektricitet i en fast krop( leder).
• Bevægelsen af ​​elektricitet uden for en fast krop( vi vågter at foreslå, at vi taler om et magnetfelt).
• Fænomenet for udseendet af elektricitet, når forskellige ledere kontakter( nu kaldet termoelement).

Forskeren skriver, at han stolte på luften, de to sidste postulater var ikke i form af love på det tidspunkt, men kun delvise eksperimentelle udviklinger var til stede. Undersøgelserne var baseret på eksperimenterne fra Charles Coulomb, som eksperimenterede med afgifterne på hinanden på afstand. Allerede da foreslog Ohm, at to kontaktende forskellige ledere udgør en potentiel forskel. Og nu Ohms fantastiske opdagelser:

1. Som nævnt ovenfor var der ingen måleinstrumenter på det tidspunkt. Om vidste fra videnskabelige publikationer, at den strøm, der strømmer gennem ledningen, afbøjer den magnetiske nål til side. Det var ikke let at korrelere vinklen med mængden af ​​elektricitet, men videnskabsmanden gik til knebet: ved hjælp af torsionsvægte begyndte han at bestemme den kraft, hvor kompasaflæsningerne og retningen af ​​metalkernen faldt sammen. Og i Newtons er dette en ekstremt lille værdi. Så Om lærte at måle nøjagtigt styrken af ​​den nuværende - en mængde, der ikke er kendt for det videnskabelige samfund, indført i brugen af ​​videnskabens geni.
2. Under eksperimenterne blev det bemærket, at voltpolen ikke giver en konstant spænding. Eksperimenter under sådanne forhold kunne George Om ikke fortsætte. Og han begyndte at bruge. .. termo-emf( efter råd fra fysiker I. H. Poggendorf).Dette er fantastisk, fordi lave spændinger - den potentielle forskel mellem to forskellige ledere( kobber og vismut) - forårsager ubetydelige strømme. Om at klare opgaven ved hjælp af torsionsvægte og kompassnål. Et lille fald i temperaturen ved krydset blev hurtigt kompenseret. Forskeren placerede den første ende af termoelementet i et fartøj med kogende vand, den anden - i en beholder med is. Usikkerheden forblev inkonsekvent temperatur på en skala. For eksempel begynder kogning forskelligt, processen påvirkes af atmosfærens tryk. Men termoelementet viste sig fra den første test meget bedre end en galvanisk celle.

Tilsæt torsionsbalance, hvis driftsprincip er baseret på den elastiske modulus af en tynd wire, designet vedhæng. Anvendes til statiske ladninger. Således og bragte den berømte lov. Magnetnålen er beskrevet i værkerne i Oersted( 1820).Forskeren bemærkede, at afvigelsen er proportional med hvad der nu hedder strømstyrke. I det år formulerede Ampère sin egen berømte lov, sagde en magnet med en potentiel forskel på dens resultater er orienteret i jordens magnetfelt. Opdagelserne fulgte efter hinanden, og George Oms bog om den matematiske undersøgelse af galvanisk kredsløb var den næste i træk.

Forskeren placerede magnetnålen i retning af den magnetiske meridian. At eliminere indflydelsen fra Jordens magnetfelt. Ved hjælp af torsionsvægte målt den nødvendige kraft til at returnere systemet til dets oprindelige tilstand. Om afledt en række grunde til utilfredshed med en galvanisk celle som strømkilde:

1. Efter hvert år mistede en volt-søjle som enhver batteri spænding. Om bemærkede dette under studiet af den termiske effekt på et stykke almindeligt tråd. Gradvist faldt temperaturen uforgængeligt. Det var nødvendigt at bringe systemet til den oprindelige tilstand( ladning), da opvarmningen steg. Følgelig indførte det galvaniske element i løbet af forskningen en fejl. Thermo-EMF havde større stabilitet og en mindre værdi, hvilket reducerede ledernes opvarmning og udjævnede temperaturfejlen.
   

   Forberedelse til eksperimentet

2. Ohm udførte eksperimenter på korte længder af ledninger af forskellige materialer. Støtternes modstand var mindre end kildens indre modstand. Som et resultat af dannelsen af ​​en resistiv divider ændres strømmen med en ændring i lederens materiale ekstremt lidt. Den galvaniske celle indvendige impedans introducerede store fejl. Og her manifesterede termoelementet sig på den bedste måde. Den interne modstand af en sådan kilde er ekstremt lille.

Desuden var renheden af ​​materialerne i de undersøgte undersøgelser tvivlsom selv af Ohm. Der var ingen fordøjeligt værktøj til estimering af diameteren( og sektionsområdet).Alt dette viser, hvor mange vanskeligheder skolelæreren( talentfulde matematik) måtte overvinde.

Da vi blev bekendt med arbejdet, blev det klart, hvorfor det tog os to hele år at udlede en simpel formel. For det første fandt forskeren ikke støtte, først og fremmest materiale fra akademikere og statsinstitutioner. Og ligningen blev kritiseret i lang tid - olien i ilden tilføjede en unøjagtighed i ligningens oprindelige formulering. Sammenfatning:

1. Ved abstraktion af en ensartet, symmetrisk lederring viste en videnskabsmand ved hjælp af en deduktiv metode, at strømmen i hver sektion er den samme. Vi tror, ​​at Ohmu aktivt hjalp skytteren, hvis torsionskraft over cirkelens omkreds forblev konstant.
2. Ved at sammensætte en ring af segmenter skabte Ohm forskellige geometriske abstraktioner, trak dem ind i en linje, tegnede og introducerede begrebet potentiel forskel. Og alt for at se lovens matematiske udtryk.

Ifølge Om blev arbejdet på det tidspunkt betragtet som den sværeste matematiske opgave, tilføjer vi, dens tekst vil give hundrede point til enhver moderne charade. Når en ring præsenteres som en lige linje, ser det ud mærkeligt, teksten forklarer ikke denne handling( selvom formålet med linjerne er tålmodigt skitseret der).Vi forpligter os ikke til at afklare essensen af ​​abstraktioner, blot angive formen af ​​ligningen, som forskeren ankom:

X = a / b + x,

hvor X er kraften, der virker på den magnetiske nål, a er længden af ​​lederen under undersøgelse, b og x er nogle vilkårlig konstanter. For eksempel foreslog Om at tage henholdsvis b et enkelt tal på 20,25 og x - værdien fra 7285 til 6800. I dette tilfælde var det på forhånd muligt at forudse længden og materialet af den ledende magnetiske kraft, der virkede på pilen. Hvad betragtes som bekræftelse af loyalitet over for hvad der sker.

I stedet for at afslutte

en talentfuld matematiker arbejdede på en simpel afhængighed for to århundreder siden i flere år. Den første hjalp med dette råd, den anden interfererede. Det er tilstrækkeligt at sige, at den endelige installation er designet specielt med henblik på at finde afhængigheder. Alle dele, herunder termoelementet, viste klart definerede dimensioner. Installationen blev dækket med en hætte til at eliminere effekten på torsionsskalaer af luft turbulens.

I sidste ende reducerede dette fejlene til 5-10%.Hvad tillod os at udlede forholdet, kendt i dag som Ohms lov for kædesegmentet.