La legge di Ohm per la sezione catena è la formula di base che gli insegnanti usano per trattare gli studenti disobbedienti. Vediamo cosa voleva trasmettere George ai discendenti quando formulò la legge:
I = U / R.Dove sono l'amperaggio misurato in ampere;U è la tensione, in volt;e R è la resistenza in ohm.
La storia della creazione della legge di Ohm per una sezione di un circuito
In combinazione con la consapevolezza che la tensione dei circuiti paralleli è la stessa della corrente in serie, la legge di Ohm per una sezione di un circuito diventa un potente strumento per risolvere qualsiasi problema. Essendo derivato nel 1827, la formula è di diversi decenni prima del lavoro di Kirchhoff. Georg Om ha sperimentato resistenze attive e per due interi anni ha faticato con quello che oggi sarebbe sufficiente per uno studente ordinario per mezz'ora. Tutto da una mancanza di base materiale. Scienziato
Georg Om
Nel 1600, Volta presentò una batteria al pubblico, i ricercatori iniziarono a cercare dove adattare l'innovazione.È diventato ovvio che è stato possibile trasmettere le informazioni rapidamente e su lunghe distanze utilizzando un telegrafo. Ma non c'era nulla da misurare. Ovviamente, nessuna corrente e tensione sono collegate più tardi dalla legge di Ohm per una sezione del circuito. La difficoltà apparve all'orizzonte solo durante il periodo in cui apparve la necessità di riparazioni. Dopo quarant'anni dalla nascita della legge di Ohm, quando fu posto il telegrafo transatlantico nel 1866, il galvanometro a specchio Kelvin fu usato come ricevitore.
8 anni prima di questo, il futuro signore prese un brevetto per un'invenzione. Nella sua forma originale, il dispositivo è una bobina di filo, con all'interno uno specchio mobile. Nel momento in cui la corrente è stata registrata nel circuito, la luce si è riflessa nella giusta direzione, l'operatore ha visto cosa stava succedendo con i suoi occhi. D'accordo, con l'aiuto di un tale dispositivo è difficile da misurare. Kelvin ha modificato, è accaduto 40 anni più tardi di quanto fosse desiderabile per George Ohm.
L'inventore del primo amperometro accurato, Edward Weston, nacque nel 1850.Il dispositivo è stato fabbricato nel 1886 e ha garantito un'accuratezza dello 0,5%.Ovviamente, George Om non ha usato il dispositivo durante la ricerca della legge per la sezione della catena. Tuttavia, ha portato la famosa formula. Come? Era conosciuto come un grande matematico e nella sua ricerca ha usato le idee di Fourier sulla conduzione del calore.
Lo studio del circuito galvanico è matematicamente facile da scaricare in formato pdf dal repository di Google.È vero, una traduzione in russo non può essere trovata nemmeno nella biblioteca centrale del nome di Lenin.
Preistoria delle scoperte di George Ohm
All'inizio di Thales Miletsky era già menzionato negli argomenti;L'umanità nel campo dell'elettricità deve molto alle donne e alla loro curiosità, che costringe la figlia a chiedere a Papa Thales una spiegazione per un fenomeno incomprensibile.
Poi l'elettricità è stata dimenticata per secoli. Il primo lavoro serio in quest'area è il lavoro di William Gilbert, poco prima della sua morte, che è riuscito a pubblicare un trattato, il cui nome può essere liberamente tradotto come "A proposito di un magnete, di corpi magnetici e di un grande magnete - la Terra".È impossibile passare Otto von Guericke, con l'aiuto di un generatore di carica statico di sua progettazione che è riuscito a stabilire una serie di modelli curiosi:
- Le accuse dello stesso segno sono respinte, il contrario attira. Von Gerike ha attirato l'attenzione su questi opposti.
- Con la chiusura di cariche di segnali diversi, i flussi di corrente del conduttore. A quel tempo non c'era alcun concetto, ma si notava il fatto della scomparsa delle forze di interazione tra i corpi. Esperimenti
di Charles Dyufe
Ha notato la presenza di segni in accusa di Charles Dyufé: hanno già scritto di "vetro" e "beccheggio" di elettricità.
Come Georg Ohm ha derivato matematicamente la legge
Gli autori hanno fatto una piccola traduzione di un intero( !) Libro sullo studio matematico del circuito elettrico. Om scrive che il lavoro è stato creato sulla base di soli tre postulati:
- : la diffusione dell'elettricità all'interno di un corpo solido( conduttore).
- Il movimento dell'elettricità al di fuori di un corpo solido( ci azzardiamo a suggerire che stiamo parlando di un campo magnetico).
- Il fenomeno della comparsa di elettricità quando i conduttori dissimili contattano( ora chiamata termocoppia).
Lo scienziato scrive che ha fatto affidamento sull'aria, gli ultimi due postulati non erano in forma di leggi in quel momento, erano presenti solo sviluppi sperimentali parziali. Gli studi erano basati sugli esperimenti di Charles Coulomb, che sperimentò a distanza le azioni delle cariche reciproche. Già allora, Ohm ha suggerito che due conduttori dissimili in contatto formano una potenziale differenza. E ora le incredibili scoperte di Ohm:
La torsione scala
- Come accennato in precedenza, non c'erano strumenti di misura in quel momento. Om sapeva dalle pubblicazioni scientifiche che la corrente che fluisce attraverso il filo devia l'ago magnetico da parte. Non era facile correlare l'angolo con la quantità di elettricità, ma lo scienziato andò al trucco: con l'aiuto dei pesi torsionali iniziò a determinare la forza a cui coincidevano le letture della bussola e la direzione del nucleo metallico. E in Newton questo è un valore estremamente piccolo. Così Om ha imparato a misurare esattamente la forza della corrente - una quantità sconosciuta alla comunità scientifica, introdotta nell'uso del genio della scienza.
- Durante gli esperimenti è stato notato che il polo di volt non fornisce una tensione costante. Esperimenti in tali condizioni, George Om non poteva continuare. E cominciò a usare. .. termo-emf( su consiglio del fisico I. H. Poggendorf).Questo è sorprendente perché le basse tensioni - la differenza di potenziale tra due conduttori dissimili( rame e bismuto) - causano correnti insignificanti. Om ha affrontato il compito con l'aiuto di pesi torsionali e un ago della bussola. Una leggera diminuzione della temperatura allo svincolo è stata rapidamente compensata. Lo scienziato ha posizionato la prima estremità della termocoppia in una nave con acqua bollente, la seconda in un contenitore con ghiaccio. L'incertezza è rimasta incostante temperature su una scala. Ad esempio, l'ebollizione inizia in modo diverso, il processo è influenzato dalla pressione dell'atmosfera. Ma la termocoppia si è mostrata dal primo test molto meglio di una cella galvanica.
Ciondolo con la sua invenzione
Add, equilibrio di torsione, il cui principio di funzionamento è basato sul modulo elastico di un filo sottile, progettato pendente. Applicato a cariche statiche. Così, e ha portato la famosa legge. L'ago magnetico è descritto nelle opere di Oersted( 1820).Lo scienziato ha notato che la deviazione è proporzionale a ciò che ora viene chiamato amperaggio. In quell'anno, Ampère ha formulato la sua famosa legge, affermando che un solenoide con una differenza potenziale sulle sue scoperte è orientato nel campo magnetico terrestre. Le scoperte si susseguirono una dopo l'altra, e il libro di George Om sullo studio matematico del circuito galvanico fu il prossimo di seguito.
Lo scienziato ha posizionato l'ago magnetico nella direzione del meridiano magnetico. Per eliminare l'influenza del campo magnetico della Terra. Con l'aiuto dei pesi torsionali è stata misurata la forza necessaria per riportare il sistema allo stato originale. Om ha derivato una serie di motivi di insoddisfazione per una cella galvanica come fonte di energia:
- A poco a poco, come qualsiasi batteria, una colonna volt ha perso tensione. Om lo ha notato durante lo studio dell'effetto termico su un pezzo di filo ordinario. A poco a poco, la temperatura diminuì inesorabilmente. Era necessario portare il sistema allo stato iniziale( carica), mentre il riscaldamento aumentava. Di conseguenza, l'elemento galvanico nel corso della ricerca ha introdotto un errore. Thermo-EMF aveva una maggiore stabilità e un valore inferiore, che riduceva il riscaldamento dei conduttori, livellando l'errore di temperatura.
Preparazione per l'esperimento
- Ohm ha eseguito esperimenti su brevi tratti di fili di diversi materiali. La resistenza dei pezzi era inferiore alla resistenza interna della sorgente. Come risultato della formazione di un divisore resistivo, la corrente con un cambiamento nel materiale del conduttore è cambiata estremamente poco. L'impedenza interna della cella galvanica ha introdotto grandi errori. E qui la termocoppia si è manifestata nel modo migliore. La resistenza interna di una tale sorgente è estremamente piccola.
Inoltre, la purezza dei materiali dei campioni in esame era dubbia persino di Ohm. Non c'era uno strumento digeribile per stimare il diametro( e l'area della sezione).Tutto ciò mostra quante difficoltà ha dovuto superare l'insegnante di scuola( matematica di talento).
Quando abbiamo familiarizzato con il lavoro, è diventato chiaro perché ci sono voluti due interi anni per ricavarne una formula semplice. Per finire, lo scienziato non ha trovato alcun sostegno, prima di tutto, materiale, da accademici e istituzioni statali. E l'equazione fu criticata per molto tempo - l'olio nel fuoco aggiunse un'inesattezza nella formulazione originale dell'equazione. Riassumendo:
- Per astrazione di un anello conduttore uniforme e simmetrico, uno scienziato che utilizza un metodo deduttivo ha mostrato che la corrente in ogni sezione è la stessa. Crediamo che Ohmu abbia aiutato attivamente il tiratore, la cui forza di torsione sulla circonferenza del cerchio è rimasta costante.
- Componendo un anello di segmenti, Ohm ha creato diverse astrazioni geometriche, le ha tirate in una linea, ha disegnato e introdotto il concetto di differenza potenziale. E tutti a vedere l'espressione matematica della legge.
Secondo Om, il lavoro in quel momento era considerato il compito matematico più difficile, aggiungiamo, il suo testo darà cento punti per qualsiasi sciarada moderna. Quando un anello è presentato come una linea retta, sembra strano, il testo non spiega questa azione( sebbene lo scopo delle linee sia pazientemente delineato lì).Non ci impegniamo a chiarire l'essenza delle astrazioni, semplicemente indica la forma dell'equazione a cui è arrivato lo scienziato:
X = a / b + x,
dove X è la forza che agisce sull'ago magnetico, a è la lunghezza del conduttore sotto studio, b e x sono alcune costanti arbitrarie. Ad esempio, Om ha proposto di prendere, rispettivamente, un singolo numero di 20.25 e x - l'intervallo di valori da 7285 a 6800. In questo caso, usando l'espressione sopra, è stato possibile prevedere in anticipo la lunghezza e il materiale della forza magnetica del conduttore che agisce sulla freccia. Ciò che è considerato una conferma di lealtà a ciò che sta accadendo.
Invece di concludere
Un matematico di talento ha lavorato su una semplice dipendenza due secoli fa per diversi anni. Il primo ha aiutato con questo consiglio, il secondo ha interferito. Basti dire che l'installazione finale è stata progettata specificamente allo scopo di trovare dipendenze. Tutte le parti, inclusa la termocoppia, hanno mostrato dimensioni chiaramente definite. L'installazione è stata coperta con un cappuccio per eliminare l'effetto sulle scale torsionali della turbolenza dell'aria.
Alla fine, questo ha ridotto gli errori al 5-10%.Ciò che ci ha permesso di ricavare il rapporto, noto oggi come la legge di Ohm per il segmento della catena.
