Ohm'sches Gesetz für die gesamte Kette

Das Ohmsche Gesetz für eine vollständige Schaltung - ein mathematischer Ausdruck, der die Beziehung zwischen Strom und Spannung beschreibt, wobei der Quellwiderstand berücksichtigt wird. Also ursprünglich geschriebene Formel. Diejenigen, die dies wünschen, werden den Abschnitt über das Ohm'sche Recht für den Kettenabschnitt sehen.

Wieder die Geschichte von

Es gab und wird weiße Flecken in der Geschichte geben.

Der Vater des Induktors ist unbekannt. Der Grund - Wissenschaftler tauschen ständig Erfahrungen aus. Auf den Kongressen der Akademien der Wissenschaften wurde intensiv über verschiedene Standpunkte diskutiert. Die Idee wurde zusammen geboren. In der Abhandlung von George Ohm über die mathematische Untersuchung von Galvanikschaltkreisen gibt es keine Informationen über Messgeräte - es ist nicht klar, worauf sich der Ehemann der Wissenschaft bezogen hat. Man muss sich nur die Berichte der damaligen Zeit ansehen, es wird klar: Die Informationen werden aufgrund mangelnder Auswahl weggelassen. Zum Zeitpunkt des zweiten Jahrzehnts des 20. Jahrhunderts galt nur eine Magnetnadel als einziger Indikator für die Stromstärke. Eine Reihe von Ereignissen:

1. 21. Juli 1820 Oersted in Latein schreibt über seine eigenen Experimente auf dem Gebiet des Elektromagnetismus. Es stellt sich heraus, dass ein elektrischer Strom eine Kompassnadel ablenken kann. Der Effekt tritt auf, wenn die Kontur geschlossen ist - schreibt der Wissenschaftler - und ist im geöffneten Zustand nicht vorhanden. Es wurde vorgeschlagen, dass der Abweichungswinkel von der "Intensität der sich bewegenden Elektrizität" abhängt.
2. Etwas später in Genf kamen Physiker, um zu sehen, wie Sh. G. De la Reeve ein ungewöhnliches Phänomen zeigen würde.
3. Am 4. September informierte Arago die Wissenschaftler auf einem Kongress der Akademie der Wissenschaften über die neue Entdeckung. Ampere, der auf dem Treffen für kurze Zeit anwesend war, machte eine Reihe von Entdeckungen: Der Elektromagnet ist mit dem Strom im Magnetfeld der Erde orientiert, die Richtung der Auslenkung des Pfeils kann vorhergesagt werden, die Leiter mit Strom interagieren miteinander.
4. Auf dem angegebenen Akademie-Treffen( 25. September), in dem Ampere sprach, berichteten die Physiker Biot und Savard über die Entdeckung der Beziehung zwischen dem Leiterstrom und dem von ihm erzeugten Magnetfeld.

Im September 1820 stellte Schweiger der Öffentlichkeit das erste Galvanometer vor und beendete damit die Vorbereitung der Materialbasis für George Ohms Forschung. Der Gerätewissenschaftler rief den Multiplikator dazu auf, die Wirkung einzelner Drahtwindungen zu vervielfachen. Zum Beispiel wies eine einzelne Probe die Kompassnadel um 30 Grad und drei um 90 zurück. Der Beitrag zum Multiplikatorentwurf wurde von Poggendorf geleistet, der einen Induktor mit vielen Windungen mit kleinem Radius für Messzwecke verwendete. Dann entdeckte Seebeck mit einem neuen Werkzeug den thermoelektrischen Effekt, den Georg Om( auf Anraten von Poggendorf) verwendete, um eine Stromquelle für seine eigene Pilotanlage zu schaffen.

In engem Kontakt haben Wissenschaftler in kurzer Zeit viele Entdeckungen gemacht. Und jeder wurde der interessierten Öffentlichkeit bekannt. Deshalb hat Georg Om in seiner Erzählung über die mathematische Untersuchung von Galvanikschaltkreisen so klein gehandelt wie Informationen über einen experimentellen Aufbau. Es ist bemerkenswert, dass der elektrische Strom bereits untersucht wurde, die Vorstellung von der Intensität des Magnetfelds kam in der Wissenschaft vor, aber ein quantitativer Zusammenhang zwischen den einfachsten, wie es heute scheint, wurde nicht bemerkt. Niemand hatte eine Ahnung von Spannungsabfällen und Leitungswiderständen.

George Ohms Verdienst: Quantitativ in der Lage zu beschreiben, was heute in elektrotechnischen Berechnungen verwendet wird. Die Titanen der Wissenschaft kämpften um diese Aufgabe:

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

-Forscher, darunter Ritter, Fourcroix, Tenar und Davy, stellten fest, dass der Draht, während er an eine Volt-Säule angeschlossen war, ständig erhitzt wurde. Es stellte sich die Frage: Wovon hängt die Temperatur ab? Von der Länge, Material, Form? Verschiedene Metalle entleerten zu verschiedenen Zeiten eine Energiequelle, das Konzept der elektrischen Leitfähigkeit begann sich im Alltag durchzusetzen. Nachdem die Berichte von Oersted veröffentlicht worden waren, versuchten sie, den Auslenkungswinkel der Magnetnadel zu charakterisieren.

Der Weg von George Ohm zur Entdeckung des Gesetzes für die gesamte Kette

Seltsam, aber der Name George Ohm ist heute mehr bekannt als Michael Faraday, der der Menschheit den ersten Elektromotor vorstellte( genauer gesagt, der wahre Erfinder wollte anonym bleiben, indem er einen Brief veröffentlichte, der später in einer wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht wurde).Ohne ein einfaches Gesetz wären die Zweige der Wissenschaft nicht entstanden, die Technologie ist mit einer Schaufel zur Arbeit verkommen. Kein Radio, Fernsehen und Personal Computer.

Ursprünglich arbeitete George Om als Mechanikerlehrling, aber sein Vater wollte seine Kinder erziehen. Geld für die Bücher wurde ungeachtet des materiellen Wohlbefindens abgeführt. Georg Om beherrschte schnell die Wissenschaft und wurde ein talentierter Mathematiker. Der Ehemann der Wissenschaft zeigte sich als talentierter Sportler und exzellenter Tänzer, der auf Studentenpartys nicht mithalten konnte.

Nach Abschluss seiner Ausbildung ging der Vater des Gesetzes für die gesamte Rennstrecke zu einem Grundschullehrer. Er arbeitete gleichzeitig als Tutor. George Omu mochte es, Lehrer in der Schweizer Stadt Gottstadt zu sein: malerische Natur und gutes Einkommen, aber ein wahrer Triumph erwartete den Entdecker des Gesetzes für eine vollständige Kette in der Zukunft.1809 steht die Prosa des Lebens wieder an der Schwelle: Der Sohn, ein ausgebildeter Mathematiker, kehrt zum örtlichen Priester zurück. Georg wird angeboten, den Posten des Lehrers zu verlassen.

Seit mehr als zehn Jahren wechselte Om von einem Arbeitsplatz zum anderen und fand keinen befriedigenden Platz zum Unterrichten. Bis der Wille des Schicksals nicht in die Jesuitenschule Köln eingeladen wird. Der Lehraufwand ist gering, aber die Institution verfügt über umfangreiche Instrumente, die meist veraltet oder kaputt sind. Es ist merkwürdig, dass Georg Om es nicht eilig hat, einen Antrag auf materielle Unterstützung der Rektoren zu stellen. Stattdessen muss man sich an die alten Fähigkeiten eines Schlossers erinnern und diese mit eigenen Händen machen. Mit Interesse an seinen Briefen an seinen Vater spricht er über neue Entwürfe, konventionelle und hydrostatische, perfektioniert die väterliche Methode des Schleifens von Bernstein zur Erzeugung elektrischer Quellen.

Gleichzeitig widmet George Om viel Zeit der Entwicklung eines Instruments namens Elektrometer( Ladungsmessung basierend auf den Erfahrungen von Charles Coulomb).Gerüchte über Schweigergers Galvanometer sind bereits auf der Bühne zu hören, und Om erkennt, dass die Harmonie der Wissenschaft alles andere als perfekt ist. Im Jahr 1821 schrieb er an seinen Vater, dass er eine Art Entdeckung spürte und die Entwicklungen in dieser Branche genau verfolgte.

Am Anfang nahm Om ein Element aus Kupfer und Zink, das mit Salzsäure geladen war, und mit Torsionsgewichten die Kraft, die erforderlich ist, um den Pfeil auf den magnetischen Meridian der Erde zu bringen,null, während der stromführende Leiter auf den Kompass einwirkt. Verdrahten Sie George Om entlang des Meridians und schließen Sie den Fehler aus. Die Volt-Säule wurde relativ schnell entladen, der Ablenkwinkel des Pfeils veränderte sich allmählich. Om sah, dass die Quelle in gewohnter Qualität für den Versuchsaufbau nicht geeignet ist.

-Drahtproben wurden anfänglich in eine Schüssel mit Quecksilber( mit relativ geringer Leitfähigkeit) abgesenkt und vom Wissenschaftler sorgfältig gereinigt, um einen besseren Kontakt zu gewährleisten. Flüssiges Medium verhinderte die Oxidation des Materials und begrenzte gleichzeitig das Stromwachstum auf vernünftige Grenzen. An dem Experiment nahmen 5 unterschiedlich lange Kupferdrahtproben teil. Mit den lateinischen Buchstaben a, b, c, d, e bezeichnet der neugebildete Wissenschaftler Georg Om sein erstes Gesetz in logarithmischer Form:

Wobei x die Länge des Drahtes in Fuß ist, bezeichnet U das Magnetfeld. Die Ergebnisse befriedigen den Wissenschaftler nicht, und im Laufe der Zeit fügt er der Abhängigkeit zwei Konstanten hinzu:

U = m ln( 1 + x / a) - die ursprüngliche Formulierung des Ohm'schen Gesetzes für die gesamte Schaltung.

Vom Logarithmus zu einem einfachen Gesetz für die gesamte Kette

Wenn m also 0,525 mit a = 2,9 ist, erlaubt uns die daraus resultierende Abhängigkeit, die Ergebnisse des Experiments im Voraus vorherzusagen. Parallel dazu beschäftigte sich der Wissenschaftler mit der Untersuchung der Leitfähigkeit verschiedener Metalle als Referenz mit einem 1 Meter langen Kupferstück. Der Prototyp wurde gekürzt, bis die Auslenkung der Magnetnadel gleich wurde. Blei, Gold, Silber, Zink, Eisen, Messing, Platin und Zinn wurden auf diese Weise untersucht, aber die Ergebnisse stimmten oft nicht mit der Wissenschaft überein, die jetzt verfügbar ist. Der Wissenschaftler sah Unstimmigkeiten und erklärte, dass die Reinheit der Proben selten 100% betrug.

-Fehler wurden auch bei der Bestimmung der Abhängigkeit der Pfeilabweichung von der Querschnittsfläche erwartet. Es gab kein Werkzeug, um den Drahtdurchmesser genau abzuschätzen. Es konnte jedoch festgestellt werden, dass die Leitfähigkeit eindeutig linear von der Querschnittsfläche und der Länge abhängt.

In seiner ursprünglichen Form wurde das Gesetz vom Journal of Physics and Chemistry, veröffentlicht von Schweiger, veröffentlicht. Zur Zeit von 1825 ist George Om der wissenschaftlichen Gemeinschaft unbekannt, und die Formel ist, wie man sehen kann, nicht ganz richtig und bequem. Der Wissenschaftler machte im Text den Vorbehalt geltend, die Studie sei nicht abgeschlossen. Ich habe mir die Mühe gemacht, eine Abhandlung herauszugeben( im Thema nach dem Ohmschen Gesetz für den Kettenabschnitt besprochen), in der er beschreibt, worauf er sich verlassen hatte, und seine Schlussfolgerungen ausführlich darlegte. Erstens: Die Stromstärke ist in der gesamten Schaltung gleich. Dies zeigt sich in dem Grad der Abweichungen der Magnetnadel. Man beachte, dass die Beziehung eher als Annahme betrachtet wurde, obwohl wir das Gesetz von Bio-Savart( 1820) nicht vergessen sollten.

Zur gleichen Zeit erkannte der Wissenschaftler schließlich, dass das Element von Wollaston( Wulston) nicht gut ist. Dies wurde durch das geschwächte Glühen des Drahtes bestimmt, aber sobald der Stromkreis geöffnet wurde und etwas gewartet wurde, erreichte die Temperatur nach dem Neustart den Ausgangswert. Dies zeigte eindeutig Instabilität an erster Stelle und Erneuerbarkeit an zweiter Stelle einer solchen Quelle. Zur gleichen Zeit verwendeten Becquerel und Barlow eine ähnliche Technik - beide veröffentlichten falsche Rückschlüsse auf die Abhängigkeiten zwischen den Parametern des Dirigenten. Darüber hinaus legten die Wissenschaftler verschiedene Formeln vor, aus denen deutlich hervorgeht, dass die Suche fortgesetzt werden muss.

Poggendorf kam zur Rettung, die bei der Analyse der Druckarbeiten von Ohm erklärte, es sei besser, die Thermo-EMF als Quelle zu verwenden. Und brachte Informationen zu Martin - dem jüngeren Bruder George. Das Thermoelement aus Kupfer und Wismut in der Installation befand sich auf einem Stativ, das mit Schrauben für die Ausstellung bis zum Horizont ausgestattet war. Die Magnetnadel mit Torsionsgewichten diente als Abdeckung für eine transparente Glaskappe, die den Arbeitsteil vor Luftströmungsschwankungen schützt. Der Mauch-Collegium-Mechaniker half Ohm dabei, ein präzises Justiersystem mit einer abgestuften Unterlegscheibe zu entwickeln, um die Anstrengung zu ermitteln, die erforderlich ist, um den Pfeil zum magnetischen Meridian der Erde zurückzubringen.

Sogar die Kompassnadel wurde speziell gefertigt: aus Stahl, mit Elfenbeinspitzen, die einzige, die mit einem Messingzeiger gekrönt ist und auf eine Skala ausgerichtet ist. Soweit das Experiment verantwortungsvoll durchgeführt wurde, war das Ergebnis von 1926 näher an der Wahrheit:

X = a / b + x.

Dies ist das Ohmsche Gesetz für die gesamte Schaltung( I = U / R + r), wobei X die magnetische Feldstärke ist, die dem Strom I direkt proportional ist, und der Thermo-EMK U ist, x die Leiterlänge ist, die dem Widerstand R direkt proportional ist. B ist der RestTeil der Schaltung, die heute den Innenwiderstand r der Quelle und die Installationskontakte impliziert.