Loi d'Ohm pour la section de la chaîne

En 1600, Volta a présenté une batterie au public, les chercheurs ont alors commencé à chercher où adapter l'innovation. Il est devenu évident qu'il était possible de transmettre des informations rapidement et sur de longues distances à l'aide d'un télégraphe. Mais il n'y avait rien à mesurer. De toute évidence, aucun courant ni aucune tension ne sont définis ultérieurement par la loi d’Ohm pour une partie du circuit. La difficulté ne se profilait à l'horizon que pendant la période où le besoin de réparations était apparu. Quarante ans après l’entrée en vigueur de la loi Ohm, lors de la pose du télégraphe transatlantique en 1866, le galvanomètre à miroir Kelvin était utilisé comme récepteur.

8 ans auparavant, le futur seigneur breveta une invention. Dans sa forme d'origine, le dispositif est une bobine de fil, avec un miroir mobile à l'intérieur. Au moment où le courant a été enregistré dans le circuit, la lumière a été renvoyée dans la bonne direction, l'opérateur a vu ce qui se passait de ses propres yeux. D'accord, avec l'aide d'un tel dispositif est difficile à mesurer. Kelvin amendé, c'est arrivé 40 ans plus tard que souhaitable pour George Ohm.

L'inventeur du premier ampèremètre de précision, Edward Weston, est né en 1850.Le dispositif a été fabriqué en 1886 et garantit une précision de 0,5%.De toute évidence, George Om n'a pas utilisé l'appareil lors de la recherche de la loi pour le tronçon de chaîne. Cependant, apporté la formule célèbre. CommentIl était connu comme un mathématicien magnifique et, dans ses recherches, il utilisait les idées de Fourier sur la conduction thermique.

L'étude du circuit galvanique est mathématiquement facile à télécharger au format pdf à partir du référentiel Google. Certes, une traduction en russe est introuvable, même dans la bibliothèque centrale du nom de Lénine.

Préhistoire des découvertes de George Ohm

Un peu plus tôt, Thales Miletsky était déjà mentionné dans les sujets;L'humanité dans le domaine de l'électricité doit beaucoup aux femmes et à leur curiosité, ce qui a obligé sa fille à demander des explications à Papa Thalès sur un phénomène incompréhensible.

Ensuite, l'électricité a été oubliée pendant des siècles. Le premier travail sérieux dans ce domaine est celui de William Gilbert, peu avant sa propre mort, qui a réussi à publier un traité dont le nom peut être traduit librement par «À propos d'un aimant, de corps magnétiques et d'un grand aimant - la Terre».Il est impossible de passer par Otto von Guericke, avec l'aide d'un générateur de charge statique de son propre projet qui a réussi à établir un certain nombre de motifs curieux:

1. Les accusations du même signe sont repoussées, le contraire est attrayant. Von Gerike a attiré l'attention sur ces contraires.
2. Avec la fermeture des charges de différents signes conducteur circule en courant. A cette époque, il n'y avait pas de concept, mais le fait de la disparition des forces d'interaction entre les corps a été remarqué.

Il a noté la présence de panneaux en charge de Charles Dyufé: ils avaient déjà écrit sur le "verre" et le "pitch" d'électricité.

Comment Georg Ohm a tiré la loi mathématiquement

Les auteurs ont fait une petite traduction d'un livre entier( !) Sur l'étude mathématique du circuit électrique. Om écrit que le travail a été créé sur la base de seulement trois postulats:

• : la propagation de l’électricité à l’intérieur d’un corps solide( conducteur).
• Le mouvement de l'électricité en dehors d'un corps solide( nous osons suggérer que nous parlons d'un champ magnétique).
• Le phénomène de l'apparition d'électricité lorsque des conducteurs différents entrent en contact( appelé maintenant thermocouple).

Le scientifique écrit qu’il s’appuyait sur l’air, les deux derniers postulats n’étaient pas sous forme de lois à cette époque, seuls des développements expérimentaux partiels étaient présents. Les études ont été basées sur les expériences de Charles Coulomb, qui a expérimenté les actions de charges les unes sur les autres à distance. Déjà à ce moment-là, Ohm a suggéré que deux conducteurs opposés au contact forment une différence potentielle. Et maintenant, les découvertes étonnantes d'Ohm: les balances

1. Comme mentionné ci-dessus, il n'y avait pas d'instruments de mesure à cette époque. D'après des publications scientifiques, Om savait que le courant traversant le fil déviait l'aiguille magnétique. Il n’était pas facile de corréler l’angle avec la quantité d’électricité, mais le scientifique a fait le bon choix: à l’aide de poids de torsion, il a commencé à déterminer la force à laquelle les lectures de la boussole et la direction du noyau métallique coïncidaient. Et en newtons, c'est une valeur extrêmement petite. Ainsi, Om a appris à mesurer exactement la force du courant - une quantité inconnue de la communauté scientifique, introduite dans l'utilisation du génie de la science.
2. Au cours des expériences, il a été constaté que le pôle volt ne fournit pas une tension constante. Des expériences dans de telles conditions, George Om ne pouvait pas continuer. Et il a commencé à utiliser. .. thermo-emf( sur les conseils du physicien I. H. Poggendorf).Cela est étonnant car les basses tensions - la différence de potentiel entre deux conducteurs différents( cuivre et bismuth) - provoquent des courants insignifiants. Om s'est acquitté de cette tâche à l'aide de poids de torsion et d'une aiguille de compas. Une légère diminution de la température à la jonction a été rapidement compensée. Le scientifique a placé la première extrémité du thermocouple dans un récipient rempli d’eau bouillante, la seconde dans un récipient rempli de glace. L'incertitude restait des températures incohérentes sur une échelle. Par exemple, l'ébullition commence différemment, le processus est influencé par la pression atmosphérique. Mais le thermocouple s’est révélé beaucoup mieux, dès le premier essai, qu’une cellule galvanique.

Add, balance de torsion, dont le principe de fonctionnement est basé sur le module d'élasticité d'un fil fin, conçu pendant. Appliqué aux charges statiques. Ainsi, et a apporté la célèbre loi. L'aiguille magnétique est décrite dans les travaux de Oersted( 1820).Le scientifique a remarqué que la déviation est proportionnelle à ce que l’on appelle maintenant l’ampérage. Cette année-là, Ampère a formulé sa propre loi, déclarant qu'un solénoïde présentant une différence potentielle sur ses découvertes est orienté dans le champ magnétique de la Terre. Les découvertes se sont succédé, et le livre de George Om sur l'étude mathématique du circuit galvanique a été le suivant.

Le scientifique place l'aiguille magnétique dans la direction du méridien magnétique.Éliminer l'influence du champ magnétique de la Terre.À l'aide de poids de torsion, mesurez la force nécessaire pour remettre le système dans son état d'origine. Om a déduit un certain nombre de raisons de son mécontentement face à l'utilisation d'une cellule galvanique comme source d'alimentation:

1. Progressivement, comme toute batterie, une colonne volt a perdu sa tension. Om l'a remarqué lors de l'étude de l'effet thermique sur un morceau de fil ordinaire. Peu à peu, la température a inexorablement baissé.Il était nécessaire de ramener le système à l'état initial( charge), à ​​mesure que le chauffage augmentait. Par conséquent, l’élément galvanique au cours de la recherche a introduit une erreur. Thermo-EMF avait une plus grande stabilité et une valeur plus petite, ce qui réduisait le réchauffement des conducteurs, nivelant l'erreur de température
   

   Préparation à l'expérience

2. Ohm a effectué des expériences sur de courtes longueurs de fils coupés à partir de divers matériaux. La résistance des pièces était inférieure à la résistance interne de la source. En raison de la formation d'un diviseur résistif, le courant avec un changement de matériau du conducteur a très peu changé.L'impédance interne de la cellule galvanique introduisait de grandes erreurs. Et ici, le thermocouple s'est manifesté de la meilleure façon. La résistance interne d'une telle source est extrêmement faible.

De plus, même par Ohm, la pureté des matériaux des échantillons étudiés était douteuse. Il n'y avait pas d'outil digestible pour estimer le diamètre( et la surface en coupe).Tout cela montre à quel point l’instituteur( mathématiques douées) a eu beaucoup de difficultés à surmonter.

En nous familiarisant avec le travail, nous avons vite compris pourquoi il nous avait fallu deux années entières pour élaborer une formule simple. Pour couronner le tout, le scientifique n'a pas trouvé d'appui, en premier lieu, de la part d'universitaires et d'institutions publiques. Et l’équation a longtemps été critiquée: l’huile contenue dans l’incendie a ajouté une imprécision à la formulation initiale de l’équation. En résumé:

1. Par abstraction d'un anneau conducteur uniforme et symétrique, un scientifique utilisant une méthode déductive a montré que le courant dans chaque section est identique. Nous pensons qu'Omu a activement aidé le tireur, dont la force de torsion sur la circonférence du cercle est restée constante.
2. Composant un anneau de segments, Ohm a créé différentes abstractions géométriques, les a rassemblées dans une ligne, a tracé et a introduit le concept de différence de potentiel. Et tout pour voir l'expression mathématique de la loi.

Selon Om, le travail de cette époque était considéré comme la tâche mathématique la plus difficile, ajoutons-nous, son texte donnera cent points pour toute charade moderne. Quand un anneau est présenté comme une ligne droite, cela semble étrange, le texte n'explique pas cette action( bien que le but des lignes y soit patiemment expliqué).Nous ne nous engageons pas à clarifier l'essence des abstractions, mais simplement à indiquer la forme de l'équation à laquelle le scientifique est arrivé:

X = a / b + x,

où X est la force agissant sur l'aiguille magnétique, a est la longueur du conducteur à étudier, b et x sont des constantes arbitraires. Par exemple, Om proposait de prendre, respectivement, b un nombre unique de 20,25 et x - la plage de valeurs comprise entre 7285 et 6800. Dans ce cas, en utilisant l'expression ci-dessus, il était possible de prédire à l'avance la longueur et le matériau de la force magnétique du conducteur agissant sur la flèche. Ce qui est considéré comme une confirmation de la fidélité à ce qui se passe.

Au lieu de conclure

Un mathématicien talentueux a travaillé sur une dépendance simple il y a deux siècles pendant plusieurs années. Le premier a aidé avec ce conseil, le second est intervenu. Qu'il suffise de dire que l'installation finale a été conçue spécifiquement dans le but de trouver des dépendances. Toutes les pièces, y compris le thermocouple, présentaient des dimensions clairement définies. L'installation était recouverte d'un capot pour éliminer l'effet de turbulence de l'air sur les échelles de torsion.

En fin de compte, cela a réduit les erreurs à 5–10%.Ce qui nous a permis de calculer le ratio, connu aujourd'hui sous le nom de loi d'Ohm pour le segment de la chaîne.