Ohms lov for komplet kæde

Ohms lov for et komplet kredsløb - et matematisk udtryk, der beskriver forholdet mellem strøm og spænding, idet der tages hensyn til kildemodstanden. Så oprindeligt skrevet formel. De, der ønsker, vil se afsnittet om Ohms lov for kædesektionen.

Igen historien om

Der har været og vil være hvide pletter i historien.

Faderen til induktoren er ukendt.Årsagen - forskere udveksler konstant erfaringer. På kongresserne for videnskabsakademierne var der en intensiv proces med at drøfte forskellige synspunkter. Ideen blev født sammen. I afhandlingen af ​​George Ohm om den matematiske undersøgelse af galvaniseringskredsløb er der ingen oplysninger om måleinstrumenter - det er ikke klart, hvad videnskabsmanden var orienteret om. Man må kun se på rapporterne fra den tid, det bliver tydeligt: ​​Oplysningerne udelades på grund af manglende valg. På tidspunktet for det andet årti af det 20. århundrede blev kun en magnetisk nål betragtet som den eneste indikator for den nuværende styrke. En række arrangementer:

1. 21 juli 1820 Oersted på latin skriver om sine egne eksperimenter inden for elektromagnetisme. Det viser sig, at en elektrisk strøm kan aflede en kompassnål. Effekten vises når konturen er lukket - forskeren skriver - og er fraværende, når den er åben. Det er blevet foreslået, at afvigelsesvinklen afhænger af "intensiteten af ​​den bevægende elektricitet."
2. Lidt senere i Genève kom fysikere for at se, hvordan Sh. G. De la Reeve ville vise et usædvanligt fænomen.
3. 4. september informerede Arago på en videnskabsakademi videnskabsmændene om den nye opdagelse. Ampere, som var til stede på mødet i kort tid, lavede en række opdagelser: solenoiden med strøm er orienteret i jordens magnetfelt, kan pilens omdrejningsretning forudsiges på forhånd, lederne med strøm interagerer med hinanden.
4. På det angivne akademiske møde( 25. september), hvor Ampere talte, rapporterede fysikere Biot og Savard om opdagelsen af ​​forholdet mellem lederstrømmen og det magnetfelt, der genereres af det.

I september 1820 præsenterede Schweiger det første galvanometer til offentligheden og afsluttede forberedelsen af ​​materialebasen for George Ohms forskning. Enhedsforskeren kalder multiplikatoren for evnen til at formere effekten af ​​individuelle drejninger af ledninger. For eksempel afviste en enkelt prøve kompassnålen med 30 grader og tre ved 90. Bidraget til multiplikatordesignet blev lavet af Poggendorf, der brugte en induktor med mange svingninger med lille radius til måleformål. Derefter opdagede Seebeck den termoelektriske effekt, der blev brugt af Georg Om( på råd fra Poggendorf) for at skabe en strømkilde til sit eget pilotanlæg.

I tæt kontakt har forskere lavet mange opdagelser på kort tid. Og hver blev kendt for den interesserede offentlighed. Derfor reducerede Georg Om i sin fortælling om den matematiske undersøgelse af galvaniseringskredsløb så lille som information om en eksperimentel opsætning. Det er bemærkelsesværdigt, at den elektriske strøm allerede er blevet undersøgt, ideen om magnetfeltets intensitet optrådte i videnskaben, men et kvantitativt forhold mellem de enkleste, som det ser ud til i dag, blev værdier ikke noteret. Ingen havde en anelse om spændingsfald og ledermotstand.

George Ohms fortjeneste: kvantitativt i stand til at beskrive, hvad der bruges i dag i alle elektrotekniske beregninger. Videnskabens titaner kæmpede over denne opgave:

• Humpfrey Davy;
• Becquerel;
• Barlow;
• Mariani;
• Petrov.

Forskere, herunder Ritter, Fourcroix, Tenar og Davy, bemærkede, at ledningen, mens den var forbundet til en volt kolonne, blev konstant opvarmet. Spørgsmålet opstod: Hvad afhænger temperaturen af? Fra længden, materiale, form? Diverse metaller ødelagde en energikilde på forskellige tidspunkter, og begrebet elektrisk ledningsevne begyndte at bryde igennem i hverdagen. Efter at Oersteds rapporter blev offentliggjort, forsøgte de at karakterisere magnetisk nålens vinkel.

George Ohms vej til opdagelsen af ​​loven for den komplette kæde

Mærkelig, men navnet George Ohm hedder i dag mere end Michael Faraday, der præsenterede den første elektromotor til menneskeheden( mere præcist ønskede den sande opfinder at forblive anonyme og sendte et brev offentliggjort senere i et videnskabeligt tidsskrift).Uden en simpel lov ville videnskabens grene ikke være opstået, teknologien er nedbrudt til arbejde med en skovl. Ingen radio, tv og personlige computere.

Oprindelig arbejdede George Om som mekanikerens lærling, men hans far ønskede at uddanne sine børn. Penge til bøgerne blev afladet uanset materielt velbefindende. Georg Om mesterede hurtigt videnskaben og blev en talentfuld matematiker. Videnskabens mand manifesterede sig som en talentfuld atlet og en fremragende danser, der ikke havde lige lige ved studentfester.

Efter at have afsluttet sin uddannelse gik faderen til loven for hele kredsløbet til en grundskolelærer. Han arbejdede samtidigt som en vejleder. George Omu kunne godt lide at være lærer i den schweiziske by Gottstadt: pittoresk natur og god indtjening, men en sand triumf afventer lovens opdager for en komplet kæde gennem modgang i fremtiden. I 1809 er livets prosa igen på tærsklen: sønnen, en matematiker ved uddannelse, vender tilbage til den lokale præst. Georg tilbydes at forlade stillingen som lærer.

I mere end ti år har Om flyttet fra et job til et andet, ikke fundet et tilfredsstillende sted at undervise. Indtil skæbnes vilje ikke er inviteret til Jesuitskolen i Köln. Undervisningsbelastningen er lille, men institutionen har en omfattende opbevaring af instrumenter, for det meste forældede eller brudte. Det er nysgerrig, at Georg Om ikke har travlt med at køre med et andragende for materiel bistand til rektorerne. I stedet for at huske de gamle færdigheder af en låsesmed, er der taget til at lave med egne hænder. Med interesse for sine breve til sin far, taler han om nye designs, konventionelle og hydrostatiske, perfektioneret den faderlige metode til slibning af rav til at skabe elektriske kilder.

Samtidig bruger George Om meget tid til at designe et instrument kaldet en electrometer( charge measurement baseret på Charles Coulombs erfaring).Ryder om Schweigerger's galvanometre er allerede blevet hørt på scenen, og Om erkender, at videnskabens harmoni er langt fra perfekt. I 1821 skrev han til sin far, at han følte en slags opdagelse og fulgte nøje udviklingen i denne branche.

I starten tog Om en volt et element af kobber og zink, der var opladet med saltsyre, og med torsionsvægte målte den kraft, der kræves for at bringe pilen til jordens magnetiske meridian, mens den strømbærende leder virkede på kompassen. Wire George Om orienteret langs meridianen, undtagen fejlen. Volt søjlen blev afladet relativt hurtigt, pilens bøjningsvinkel ændrede sig gradvist. Om så, at kilden i den sædvanlige kvalitet til den eksperimentelle opsætning ikke er egnet.

Trådprøver blev oprindeligt sænket i en skål med kviksølv( har en relativt lav ledningsevne) og omhyggeligt rengjort af forskeren for bedre kontakt. Flydende medium forhindrede oxidationen af ​​materialet og begrænsede samtidig væksten af ​​strøm til rimelige grænser.5 prøver af kobbertråd af forskellig længde deltog i eksperimentet. Udpegning af prøver i latinske bogstaver a, b, c, d, e, den nyskabte forsker Georg Om finder sin første lov i logaritmisk form:

Hvor x er længden af ​​ledningen i fødder, karakteriserer U magnetfeltet. Resultaterne opfylder ikke forskeren, og over tid tilføjer han to konstanter til afhængigheden:

U = m ln( 1 + x / a) - den oprindelige formulering af Ohms lov for hele kredsløbet.

Fra logaritmer til en simpel lov for hele kæden

Så hvis m er lig med 0,525, med a = 2,9, giver den resulterende afhængighed os mulighed for at forudse resultaterne af eksperimentet på forhånd. Parallelt var forskeren involveret i undersøgelsen af ​​ledningsevnen af ​​forskellige metaller, som en reference ved hjælp af et stykke kobber 1 fod lang. Prototypen blev afkortet, indtil omdrejningen af ​​den magnetiske nål blev den samme. Bly, guld, sølv, zink, jern, messing, platin og tin blev undersøgt på denne måde, men resultaterne faldt ofte ikke sammen med den videnskab, der nu er tilgængelig. Forskeren så uoverensstemmelser og forklarede, at renheden af ​​prøverne sjældent var 100%.

Der blev også forventet mangler ved bestemmelsen af ​​afhængigheden af ​​pilens afvigelse på sektionsområdet. Der var ikke noget værktøj til præcist at estimere trådens diameter. Det var imidlertid muligt at fastslå, at ledningsevnen klart afhænger lineært på tværsnitsarealet og længden.

I sin oprindelige form blev loven udgivet af Journal of Physics and Chemistry, udgivet af Schweiger. På tidspunktet for 1825 er George Om ukendt for det videnskabelige samfund, og formlen, som det kan ses, er ikke helt korrekt og praktisk. Forskeren i teksten lagde forbehold om, at undersøgelsen ikke var afsluttet. Jeg forstyrrer at udstede en afhandling( diskuteret i emnet i henhold til Ohms lov for kædesektionen), hvor han beskrev det, han påberåbte sig og fremsatte sine konklusioner i detaljer. Først: Den nuværende styrke er den samme i hele kredsløbet. Dette er tydeligt i graden af ​​afvigelser af den magnetiske nål. Bemærk, at forholdet blev betragtet som en antagelse, selvom vi ikke bør glemme loven fra Bio-Savart( 1820).

Samtidig indså forskeren, at elementet i Wollaston( Wulston) ikke er godt. Dette blev bestemt af den svækkede glød af ledningen, men så snart kredsløbet blev åbnet og lidt ventetid, nåede temperaturen den oprindelige værdi efter genstart. Dette tydeligt angav ustabilitet i første omgang og fornyelighed i andenpladsen af ​​en sådan kilde. Samtidig anvendte Becquerel og Barlow en lignende teknik - begge offentliggjorte fejlagtige konklusioner om afhængigheden mellem lederens parametre. Desuden fremsatte forskerne forskellige formler, der tydeligt angav behovet for at fortsætte søgningen.

Poggendorf kom til undsætning, som ved analysen af ​​Ohms trykte arbejde udtalte, at det er bedre at bruge termoemf som kilde. Og bragte information til Martin - yngre bror George. Termoelementet af kobber og vismut i installationen var på et stativ, der var udstyret med skruer til udstillingen til horisonten. Den magnetiske nål med torsionsvægte tjente som et dæksel til en gennemsigtig glasdæksel, der beskytter arbejdsdelen mod luftstrømssvingninger. Mauch-kollegiemekanikeren hjalp Ohm til at skabe et præcist justeringssystem med en gradueret vaskemaskine for nøjagtigt at detektere den indsats, der var nødvendig for at vende pilen tilbage til jordens magnetiske meridian.

Selv kompassnålen blev lavet specielt: Ståltråd, med elfenbenstip, den eneste kronet med en messingpeger, rettet mod en skala. Så vidt eksperimentet blev udført ansvarligt, var resultatet af 1926 tættere på sandheden:

X = a / b + x.

Dette er Ohms lov for det komplette kredsløb( I = U / R + r), hvor X er magnetfeltstyrken, der er direkte proportional med strømmen I, og er termoemf U, x er lederlængden direkte proportional med modstanden R, b er restenen del af kredsløbet, hvilket i dag indebærer den interne modstand r af kilden og installationskontakterne.