Loi d'Ohm pour chaîne complète

Loi d'Ohm pour un circuit complet - expression mathématique décrivant la relation entre le courant et la tension, en tenant compte de la résistance à la source. Donc formule à l'origine écrite. Ceux qui le souhaitent verront la section sur la loi d’Ohm pour la section de la chaîne.

Encore une fois l'histoire de

Il y a eu et il y aura des points blancs dans l'histoire. Bobine d'inductance

Le père de l'inducteur est inconnu. La raison - les scientifiques échangent constamment leurs expériences. Lors des congrès des académies des sciences, divers points de vue ont été discutés. L'idée est née ensemble. Dans le traité de George Ohm sur l’étude mathématique des circuits de galvanoplastie, il n’ya pas d’information sur les dispositifs de mesure - on ne voit pas clairement sur quoi le mari de la science a été orienté.Il suffit de regarder l'ensemble des rapports de cette époque, cela devient clair: l'information est omise par manque de choix. Au moment de la deuxième décennie du 20e siècle, seule une aiguille magnétique était considérée comme le seul indicateur de la force actuelle. Une série d'événements:

1. 21 juillet 1820 Oersted en latin parle de ses propres expériences dans le domaine de l'électromagnétisme. Il s'avère qu'un courant électrique peut dévier une aiguille de la boussole. L'effet apparaît lorsque le contour est fermé - écrit le scientifique - et est absent lorsqu'il est ouvert. Il a été suggéré que l'angle de déviation dépend de "l'intensité de l'électricité en mouvement".
2. Un peu plus tard, à Genève, des physiciens sont venus voir comment Sh. G. De la Reeve démontrerait un phénomène inhabituel.
3. Le 4 septembre, Arago lors d'un congrès de l'Académie des sciences informa les scientifiques de la nouvelle découverte. Ampere, qui a assisté à la réunion pendant une courte période, a fait un certain nombre de découvertes: le solénoïde en courant est orienté dans le champ magnétique de la terre, la direction de déviation de la flèche peut être prédite à l'avance, les conducteurs en courant interagissent les uns avec les autres.
4. Lors de la réunion de l'académie indiquée( 25 septembre), où Ampere a pris la parole, les physiciens Biot et Savard ont rendu compte de la découverte de la relation entre le courant du conducteur et le champ magnétique généré par celui-ci.

En septembre 1820, Schweiger présenta au public le premier galvanomètre, complétant ainsi la préparation de la base matérielle des recherches de George Ohm. Le scientifique de l'appareil a appelé le multiplicateur pour la capacité de multiplier l'effet de tours de fil individuels. Par exemple, un seul spécimen a rejeté l'aiguille de la boussole par 30 degrés et par trois par 90. La contribution à la conception du multiplicateur a été apportée par Poggendorf, qui a utilisé un inducteur à plusieurs spires de petit rayon pour la mesure. Ensuite, Seebeck, à l'aide d'un nouvel outil, a découvert l'effet thermoélectrique utilisé par Georg Om( sur les conseils de Poggendorf) pour créer une source d'alimentation pour sa propre usine pilote.

En contact étroit, les scientifiques ont fait beaucoup de découvertes en peu de temps. Et chacun est devenu connu du public intéressé.Par conséquent, Georg Om a diminué dans sa narration sur l’étude mathématique des circuits de galvanoplastie, aussi petits que des informations sur un montage expérimental. Il est à noter que le courant électrique a déjà été étudié, l'idée de l'intensité du champ magnétique est apparue en science, mais une relation quantitative entre les valeurs les plus simples, comme il semble aujourd'hui, n'a pas été notée. Personne n'avait la moindre idée des chutes de tension et des résistances des conducteurs.

Le mérite de George Ohm: une capacité quantitative à décrire ce qui est utilisé aujourd'hui dans tous les calculs d'ingénierie électrique. Les titans de la science se sont battus pour cette tâche:

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

Des chercheurs, parmi lesquels Ritter, Fourcroix, Tenar et Davy, ont remarqué que le fil, tout en étant connecté à une colonne de volts, était constamment chauffé.La question se pose: de quoi dépend la température? De la longueur, du matériau, de la forme? Divers métaux ont vidé une source d'énergie à différents moments, le concept de conductivité électrique a commencé à percer dans la vie quotidienne. Après la publication des rapports d'Oersted, ils ont essayé de caractériser l'angle de déviation de l'aiguille magnétique.

Le chemin de George Ohm à la découverte du droit pour la chaîne complète

Étrange, mais le nom de George Ohm est aujourd'hui plus connu que Michael Faraday, qui a présenté le premier moteur électrique à l'humanité( plus précisément, le véritable inventeur souhaitait rester anonyme, en envoyant une lettre publiée ultérieurement dans un journal scientifique).Sans une loi simple, les branches de la science ne seraient pas apparues, la technologie a dégénéré en travail à la pelle. Pas de radio, télévision et ordinateurs personnels.

Au début, George Om travaillait comme apprenti mécanicien, mais son père voulait éduquer ses enfants. L'argent pour les livres a été libéré indépendamment du bien-être matériel. Georg Om a rapidement maîtrisé la science et est devenu un mathématicien talentueux. Le mari de la science se manifestait comme un athlète talentueux et un excellent danseur qui n'avait pas son pareil lors des soirées étudiantes.

N'ayant pas terminé ses études, le père de la loi du circuit complet s'est rendu chez un instituteur. Il a travaillé simultanément comme tuteur. George Omu aimait être enseignant dans la ville suisse de Gottstadt: une nature pittoresque et de bons résultats, mais un véritable triomphe attend le découvreur du droit pour une chaîne complète dans le futur. En 1809, la prose de la vie est à nouveau sur le seuil: le fils, mathématicien de formation, revient chez le prêtre du lieu. Georg se voit proposer de quitter le poste d'enseignant.

Pendant plus de dix ans, Om passa d'un emploi à l'autre, ne trouvant pas un lieu d'enseignement satisfaisant. Jusqu'à ce que la volonté du destin ne soit pas invitée à l'école des jésuites de Cologne. La charge d’enseignement est petite, mais l’établissement dispose d’un important stock d’instruments, pour la plupart obsolètes ou endommagés. Il est curieux que Georg Om ne soit pas pressé de présenter une requête d'assistance matérielle aux recteurs. Au lieu de cela, rappelant les anciennes compétences d'un serrurier, il est amené à fabriquer de ses propres mains. Intéressé par ses lettres à son père, il parle de nouveaux modèles, conventionnels et hydrostatiques, perfectionnant la méthode paternelle consistant à broyer l'ambre pour créer des sources électriques.

Parallèlement, George Om consacre beaucoup de temps à la conception d’un instrument appelé électromètre( mesure de charge basée sur l’expérience de Charles Coulomb).Des rumeurs sur les galvanomètres de Schweigerger ont déjà été entendues sur scène et Om se rend compte que dans l'harmonie de la science, la perfection est loin d'être parfaite. En 1821, il écrivit à son père qu'il sentait une sorte de découverte et suivait de près l'évolution de cette industrie.

Initialement, Om a pris en volt un élément de cuivre et de zinc, chargé d'acide chlorhydrique, et avec des poids de torsion, a mesuré la force nécessaire pour amener la flèche au méridien magnétique de la Terre, tandis que le conducteur conducteur du courant agissait sur le compas. Wire George Om orienté le long du méridien, en excluant l'erreur. Le pilier en volt s'est déchargé relativement rapidement, l'angle de déviation de la flèche a peu à peu changé.Om a constaté que la source dans la qualité habituelle pour la configuration expérimentale ne convient pas. Les échantillons de fil

ont été initialement introduits dans un bol avec du mercure( ayant une conductivité relativement basse) et soigneusement nettoyés par le scientifique pour un meilleur contact. Le milieu liquide empêche l’oxydation du matériau et limite en même temps la croissance du courant à des limites raisonnables.5 échantillons de fil de cuivre de différentes longueurs ont pris part à l'expérience. Désignation des échantillons en lettres latines a, b, c, d, e, le scientifique nouvellement créé Georg Om trouve sa première loi sous forme logarithmique:

Où x est la longueur du fil en pieds, U caractérise le champ magnétique. Les résultats ne satisfont pas le scientifique et, avec le temps, il ajoute deux constantes à la dépendance:

U = m ln( 1 + x / a) - la formulation originale de la loi d'Ohm pour le circuit complet.

Des logarithmes à une loi simple pour la chaîne complète

Donc, si m est égal à 0,525, avec a = 2,9, la dépendance résultante nous permet de prédire les résultats de l'expérience à l'avance. En parallèle, le scientifique s'est engagé dans l'étude de la conductivité de différents métaux, en utilisant comme référence un morceau de cuivre d'un pied de long. Le prototype a été raccourci jusqu'à ce que la déviation de l'aiguille magnétique devienne la même. Le plomb, l’or, l’argent, le zinc, le fer, le laiton, le platine et l’étain ont été étudiés de cette manière, mais les résultats ne correspondaient souvent pas aux données scientifiques actuellement disponibles. Le scientifique a constaté des divergences et a expliqué que la pureté des échantillons était rarement de 100%.

Des échecs étaient également attendus dans la détermination de la dépendance de la déviation de la flèche sur la surface en coupe. Il n'y avait aucun outil pour estimer avec précision le diamètre du fil. Cependant, il a été possible d’établir que la conductivité dépend clairement de façon linéaire de la section et de la longueur de la section.

Dans sa forme originale, la loi a été publiée par le Journal of Physics and Chemistry, publié par Schweiger.À l’époque de 1825, George Om n’était pas connu de la communauté scientifique et la formule, comme on peut le constater, n’était pas tout à fait correcte et commode. Le scientifique dans le texte a émis la réserve que l'étude n'était pas terminée. Je me donne la peine de publier un traité( traité dans le sujet selon la loi d’Ohm pour la section de chaîne), dans lequel il décrit ce sur quoi il s’appuie et expose ses conclusions en détail. Premièrement: l'intensité du courant est la même dans tout le circuit. Cela est évident dans le degré de déviation de l'aiguille magnétique. Notez que la relation était plutôt considérée comme une hypothèse, bien que nous ne devrions pas oublier la loi de Bio-Savart( 1820).

En même temps, le scientifique a finalement compris que l'élément de Wollaston( Wulston) ne valait rien. Cela a été déterminé par la faible lueur du fil, mais dès que le circuit a été ouvert et un peu attendu, la température a atteint la valeur initiale après le redémarrage. Cela indiquait clairement l'instabilité en premier lieu et la renouvelabilité en second lieu d'une telle source. Dans le même temps, Becquerel et Barlow ont utilisé une technique similaire - les deux ont publié des conclusions erronées sur les dépendances entre les paramètres du conducteur. De plus, les scientifiques ont mis en avant diverses formules qui indiquaient clairement la nécessité de poursuivre les recherches.

Poggendorf est venu à la rescousse, qui, en analysant le travail imprimé d'Ohm, a déclaré qu'il était préférable d'utiliser thermo-emf comme source. Et apporté des informations à Martin - frère cadet George. Le thermocouple de cuivre et de bismuth de l'installation reposait sur un trépied, équipé de vis pour l'exposition à l'horizon. L'aiguille magnétique avec des poids de torsion sert de couvercle à un capuchon en verre transparent protégeant la pièce de travail des fluctuations du débit d'air. Le mécanicien du collège Mauch a aidé Ohm à créer un système de réglage précis avec une rondelle graduée afin de détecter avec précision l'effort nécessaire pour ramener la flèche au méridien magnétique de la Terre.

Même l'aiguille de la boussole était faite à la main: en acier, avec des pointes en ivoire, la seule couronnée d'un index en laiton, destinée à une balance. Pour autant que l'expérience soit menée de manière responsable, le résultat de 1926 est plus proche de la vérité:

X = a / b + x.

C’est la loi d’Ohm pour le circuit complet( I = U / R + r), où X est l’intensité du champ magnétique directement proportionnelle au courant I et le thermo-emf U, x est la longueur du conducteur directement proportionnelle à la résistance R, b est le restepartie du circuit, impliquant aujourd'hui la résistance interne r de la source et les contacts de l'installation.