Prawo Ohma dla łańcucha

Prawo Ohma dla sekcji łańcucha jest główną formułą używaną przez nauczycieli do czynienia z nieposłusznymi uczniami. Zobaczmy, co George Om chciał przynieść potomkom, kiedy sformułował prawo:

I = U / R.Gdzie ja jestem natężeniem mierzonym w amperach;U to napięcie w woltach;a R jest oporem w omach.

Historia tworzenia prawa Ohma dla części obwodu

W połączeniu z wiedzą, że napięcie równoległych obwodów jest takie samo jak prąd w szeregu, prawo Ohma dla sekcji obwodu staje się potężnym narzędziem do rozwiązywania wszelkich problemów. Pochodząca z 1827 roku formuła jest kilkadziesiąt lat przed dziełem Kirchhoffa. Georg Om eksperymentował z aktywnymi oporami i przez dwa całe lata zmagał się z tym, co dzisiaj wystarczy na zwykłego ucznia przez pół godziny. Wszystko z braku bazy materialnej.

W roku 1600 Volta zaprezentował publiczności baterię, naukowcy zaczęli szukać miejsca, w którym mogliby ją zaadaptować.Stało się oczywiste, że można było przesyłać informacje szybko i na duże odległości za pomocą telegrafu. Ale nie było nic do zmierzenia. Oczywiście żaden prąd i napięcie nie są powiązane później przez prawo Ohma dla części obwodu. Trudność pojawiła się na horyzoncie dopiero w okresie, kiedy pojawiła się potrzeba naprawy. Po czterdziestu latach od narodzin prawa Ohma, kiedy telegram transatlantycki został złożony w 1866 roku, galwanizer lustrzany Kelvina został użyty jako odbiornik.

8 lat przed opisanym, przyszły pan wziął patent na wynalazek. W swojej pierwotnej postaci urządzenie jest cewką z drutu, z ruchomym lustrem w środku. W momencie, gdy prąd został zarejestrowany w obwodzie, światło zostało odbite we właściwym kierunku, operator zobaczył, co dzieje się na własne oczy. Zgadzam się, przy pomocy takiego urządzenia trudno zmierzyć.Kelvin poprawił, stało się to 40 lat później, niż było pożądane dla George'a Ohma.

Wynalazca pierwszego dokładnego amperomierza, Edward Weston, urodził się w 1850 roku. Urządzenie zostało wyprodukowane w 1886 roku i zapewniało dokładność 0,5%.Oczywiście, George Om nie użył urządzenia podczas poszukiwania prawa dla łańcucha. Jednak przyniósł słynną formułę.Jak? Był znany jako wielki matematyk iw swoich badaniach wykorzystywał pomysły Fouriera na przewodzenie ciepła.

Praca układu galwanicznego została matematycznie łatwa do pobrania w formacie pdf z magazynu Google. To prawda, że ​​tłumaczenia na język rosyjski nie można znaleźć nawet w centralnej bibliotece imienia Lenina.

Prehistoria odkrycia George'a Ohma

Wcześniejsze Thales of Miletus było już wspominane w tematach, w rubryce o prawie Ohma dla odcinka łańcucha dodajemy tylko, że atrakcyjność wełny przez bursztyn została zauważona przez jego córkę.Ludzkość w dziedzinie elektryczności zawdzięcza wiele kobietom i ich ciekawości, co zmusiło jej córkę, by poprosiła Papę Thalesa o wyjaśnienie niezrozumiałego zjawiska.

Następnie elektryczność została zapomniana przez stulecia. Pierwszym poważnym dziełem w tej dziedzinie jest dzieło Williama Gilberta, krótko przed własną śmiercią, któremu udało się opublikować traktat, którego nazwę można przetłumaczyć jako "O magnesie, ciałach magnetycznych i dużym magnesie - Ziemi".Otto von Guericke nie może przejść obok, za pomocą statycznego generatora ładunku własnego projektu, który zdołał ustalić szereg ciekawych wzorów:

1. Ładunki tego samego znaku są odpychane, przyciągane są przeciwnie. Von Gerike zwrócił uwagę na te przeciwieństwa.
2. Z zamknięciem ładunków o różnych znakach prądów przewodnika prąd. W tym czasie nie istniała żadna koncepcja, ale zauważono fakt zniknięcia sił interakcji między ciałami.

Zauważył obecność znaków na zarzutach Charlesa Dufeau: już pisali o "szkle" i "żywicy" elektrycznej.

Jak Georg Om wyprowadził prawo matematycznie

Autorzy dokonali małego przekładu całości( !) Książki na matematyczne badanie obwodu elektrycznego. Om pisze, że praca powstała na podstawie tylko trzech postulatów:

• Rozprzestrzenianie się elektryczności w ciele stałym( dyrygent).
• Ruch energii elektrycznej poza ciałem stałym( podejmujemy decyzję sugerującą, że mówimy o polu magnetycznym).
• Zjawisko występowania energii elektrycznej przy styku różnych przewodów( obecnie nazywanej termoparą).

Naukowiec pisze, że polegał na powietrzu, dwa ostatnie postulaty nie miały wtedy charakteru prawnego, obecne były tylko częściowe eksperymenty. Badania bazowały na eksperymentach Charlesa Coulomb'a, który na odległość eksperymentował z działaniami ładunków na siebie nawzajem. Już wtedy Ohm zasugerował, że dwa różniące się przewodniki prowadzą do potencjalnej różnicy. A teraz niesamowite odkrycia Ohma:

1. Jak wspomniano powyżej, nie było wówczas żadnych przyrządów pomiarowych. Om z publikacji naukowych dowiedział się, że prąd przepływający przez drut odchyla igłę magnetyczną na bok. Niełatwo było skorelować kąt z ilością energii elektrycznej, ale naukowiec podszedł do triumfu: przy pomocy ciężaru skrętnego zaczął określać siłę, z jaką zbiegają się wskazania kompasu i kierunek metalowego rdzenia. A w Newtonach jest to bardzo mała wartość.Więc Om nauczył się dokładnie mierzyć siłę prądu - ilość nieznaną społeczności naukowej, wprowadzoną w użycie geniuszu nauki.
2. Podczas eksperymentów zauważono, że biegun woltowy nie daje stałego napięcia. Eksperymenty w takich warunkach, George Om nie mógł kontynuować.I zaczął używać. .. thermo-emf( za radą fizyka I. H. Poggendorfa).Jest to zadziwiające, ponieważ niskie napięcie - różnica potencjałów między dwoma niepodłącznymi przewodami( miedź i bizmut) - powoduje nieznaczne prądy. Om poradził sobie z zadaniem za pomocą ciężarków skrętnych i igły kompasu. Lekki spadek temperatury na skrzyżowaniu został szybko zrekompensowany. Naukowiec umieścił pierwszy koniec termopary w naczyniu z wrzącą wodą, a drugi - w pojemniku z lodem. Niepewność pozostała niespójnymi temperaturami na skali. Na przykład gotowanie zaczyna się inaczej, na proces wpływa ciśnienie atmosferyczne. Ale termopara pokazała się z pierwszego testu znacznie lepiej niż ogniwo galwaniczne.

Dodaj, balans skrętny, którego zasada działania opiera się na module sprężystości cienkiego drutu, zaprojektowany Wisiorek. Stosowany do ładunków statycznych. Tak więc i przyniósł słynnego prawa. Igła magnetyczna została opisana w pracach Oersteda( 1820).Naukowiec zauważył, że odchylenie jest proporcjonalne do tego, co nazywa się obecnie natężeniem prądu. W tym roku Ampère sformułował swoje własne słynne prawo, powiedział, że solenoid z potencjalną różnicą w swoich odkryciach jest zorientowany w polu magnetycznym Ziemi. Odkrycia następowały jeden po drugim, a kolejna z kolei była książka George'a Om na temat matematycznego badania obwodu galwanicznego.

Naukowiec umieścił igłę magnetyczną w kierunku południka magnetycznego. Aby wyeliminować wpływ pola magnetycznego Ziemi. Przy pomocy mas skrętnych zmierzono siłę potrzebną do przywrócenia systemu do stanu pierwotnego. Om uzyskał szereg przyczyn niezadowolenia z ogniwa galwanicznego jako źródła zasilania:

1. Stopniowo, jak każda bateria, kolumna woltów traci napięcie. Om zauważył to podczas badania efektu cieplnego na kawałku zwykłego drutu. Stopniowo temperatura nieubłaganie spadła. Konieczne było doprowadzenie układu do stanu początkowego( ładowania), ponieważ wzrosło ogrzewanie. W związku z tym element galwaniczny w trakcie badań wprowadził błąd. Termo-EMF miał większą stabilność i mniejszą wartość, co zmniejszyło ogrzewanie przewodów, wyrównując błąd temperatury.
   

   Przygotowanie do eksperymentu

2. Ohm przeprowadził eksperymenty na krótkich odcinkach drutu z różnych materiałów. Opór elementów był mniejszy niż wewnętrzny opór źródła. W wyniku utworzenia dzielnika rezystancyjnego, prąd ze zmianą materiału przewodnika zmienił się bardzo niewiele. Wewnętrzna impedancja ogniwa galwanicznego wprowadziła duże błędy. I tutaj termopara objawiła się w najlepszy sposób. Opór wewnętrzny takiego źródła jest niezwykle mały.

Ponadto czystość materiałów badanych próbek była wątpliwa nawet przez Om. Nie było żadnego strawnego narzędzia do oszacowania średnicy( i pola przekroju).Wszystko to pokazuje, jak wiele trudności musiał pokonać nauczyciel( utalentowana matematyka).

Gdy zapoznaliśmy się z pracą, stało się jasne, dlaczego wyprowadzenie prostej formuły zajęło nam dwa lata. Na dodatek naukowiec nie znalazł żadnego wsparcia, przede wszystkim materialnego, od akademików i instytucji państwowych. I równanie było krytykowane przez długi czas - olej w ogniu dodał niedokładność oryginalnego sformułowania równania. Podsumowując:

1. Przez abstrakcję jednolitego, symetrycznego pierścienia przewodzącego naukowiec wykorzystujący metodę dedukcyjną wykazał, że prąd w każdej sekcji jest taki sam. Uważamy, że Ohmu aktywnie pomagał strzelcy, którego siła skręcająca na obwodzie koła pozostawała stała.
2. Tworząc pierścień segmentów, Ohm stworzył różne geometryczne abstrakcje, wciągnął je w linię, narysował i wprowadził pojęcie potencjalnej różnicy. I wszyscy widzą matematyczną ekspresję prawa.

Według Om, praca w tamtym czasie została uznana za najtrudniejsze zadanie matematyczne, dodamy, jego tekst da sto punktów za każdą współczesną szaradę.Kiedy pierścień jest przedstawiony jako linia prosta, wygląda dziwnie, tekst nie wyjaśnia tego działania( chociaż cel linii jest tam cierpliwie nakreślony).Nie zobowiązujemy się do wyjaśnienia istoty abstrakcji, wystarczy wskazać formę równania, do którego przybył naukowiec:

X = a / b + x,

gdzie X jest siłą działającą na igłę magnetyczną, a jest długością badanego przewodnika, b i x są dowolnymi stałymi. Na przykład, Om zaproponował, aby przyjąć odpowiednio jedną liczbę 20,25 i x - zakres wartości od 7285 do 6800. W tym przypadku, używając powyższego wyrażenia, można było wcześniej przewidzieć długość i materiał siły magnetycznej przewodu działającej na strzałkę.Co jest potwierdzeniem lojalności wobec tego, co się dzieje.

Zamiast zawierać

Utalentowany matematyk przez kilka lat pracował nad prostym uzależnieniem dwa wieki temu. Pierwszy pomógł z tą radą, drugi przeszkadzał.Wystarczy powiedzieć, że ostatnia instalacja została zaprojektowana specjalnie w celu znalezienia zależności. Wszystkie części, łącznie z termoparą, miały wyraźnie określone wymiary. Instalacja została pokryta nasadką, aby wyeliminować wpływ na skręcanie łuski turbulencji powietrza.

Ostatecznie zmniejszyło to błędy do 5-10%.To, co pozwoliło nam na wyprowadzenie tego współczynnika, znanego dzisiaj jako prawo Ohma dla segmentu łańcucha.