Prawo Ohma dla kompletnego łańcucha

Prawo Ohma dla kompletnego obwodu - wyrażenie matematyczne opisujące związek między prądem a napięciem, biorąc pod uwagę rezystancję źródła. Tak oryginalnie napisana formuła. Ci, którzy chcą, zobaczą sekcję o prawie Ohma dla łańcucha.

Znów historia

W historii były i będą białe plamy.

Ojciec cewki indukcyjnej jest nieznany. Powód - naukowcy stale wymieniają się doświadczeniami. Na kongresach akademii nauk był intensywny proces omawiania różnych punktów widzenia. Pomysł narodził się razem. W traktacie George'a Ohma o matematycznym badaniu obwodów galwanicznych nie ma informacji o urządzeniach pomiarowych - nie jest jasne, na czym koncentrował się mąż nauki. Wystarczy spojrzeć na zestaw raportów z tego czasu, staje się jasne: informacje są pomijane z powodu braku wyboru. W czasie drugiej dekady XX wieku tylko igła magnetyczna była uważana za jedyny wskaźnik obecnej siły. Seria wydarzeń:

1. 21 lipca 1820 Oersted w języku łacińskim pisze o własnych eksperymentach w dziedzinie elektromagnetyzmu. Okazuje się, że prąd elektryczny może odchylać igłę kompasu. Efekt pojawia się, gdy kontur jest zamknięty - pisze naukowiec - i jest nieobecny, gdy jest otwarty. Sugeruje się, że kąt odchylenia zależy od "intensywności poruszającej się elektryczności".
   instagram viewer
2. Nieco później w Genewie fizycy przyszli zobaczyć, jak Sh. G. De la Reeve wykazuje niezwykłe zjawisko.
3. 4 września, Arago na kongresie Akademii Nauk poinformował naukowców o nowym odkryciu. Ampere, który był obecny na spotkaniu przez krótki czas, dokonał wielu odkryć: solenoid z prądem jest zorientowany w polu magnetycznym Ziemi, kierunek wychylenia strzały można przewidzieć z góry, przewodniki z prądem oddziałują ze sobą.
4. Na wskazanym spotkaniu akademii( 25 września), gdzie rozmawiał Ampere, fizycy Biot i Savard opisali odkrycie zależności między prądem przewodnika a generowanym przez niego polem magnetycznym.

We wrześniu 1820 Schweiger zaprezentował publiczności pierwszy galwanometr, uzupełniając przygotowanie bazy materiałowej do badań George'a Ohma. Naukowiec z urządzenia nazwał mnożnik zdolnością do pomnożenia efektu poszczególnych zwojów drutu. Na przykład jeden egzemplarz odrzucił igłę kompasu o 30 stopni, a trzy o 90. Wkład do projektu mnożnika dokonał Poggendorf, który używał cewki o wielu zwojach o małym promieniu do celów pomiarowych. Następnie Seebeck, korzystając z nowego narzędzia, odkrył efekt termoelektryczny zastosowany przez Georga Om( za radą Poggendorfa), aby stworzyć źródło zasilania dla swojej własnej fabryki pilotów.

W bliskim kontakcie naukowcy dokonali wielu odkryć w krótkim czasie. I każdy stał się znany zainteresowanym. Dlatego też Georg Om w swojej narracji opowiadał o matematycznym badaniu obwodów galwanicznych o takiej niewielkości, jak informacja o układzie eksperymentalnym. Warto zauważyć, że prąd elektryczny został już zbadany, idea intensywności pola magnetycznego pojawiła się w nauce, ale nie zanotowano ilościowej zależności między najprostszymi, jak się wydaje, dzisiejszymi wartościami. Nikt nie miał pojęcia o spadkach napięcia i rezystancji przewodów.

Zasługa George'a Ohma: ilościowo jest w stanie opisać to, co jest dzisiaj stosowane w obliczeniach inżynierii elektrycznej. Tytani nauki walczyli o to zadanie:

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

Naukowcy, w tym Ritter, Fourcroix, Tenar i Davy, zauważyli, że drut, podłączony do woltowej kolumny, był stale podgrzewany. Powstało pytanie: od czego zależy temperatura? Od długości, materiału, kształtu? Zróżnicowane metale opróżniały źródło energii w różnym czasie, pojęcie przewodności elektrycznej zaczęło się przenikać w życiu codziennym. Po opublikowaniu raportów Oersteda próbowali scharakteryzować kąt ugięcia igły magnetycznej.

Ścieżka George'a Ohma do odkrycia prawa dla kompletnego łańcucha

Dziwne, ale nazwa George'a Ohma jest dziś bardziej znana niż Michael Faraday, który przedstawił ludzkości pierwszy silnik elektryczny( a dokładniej, prawdziwy wynalazca chciał pozostać anonimowy, wysyłając list opublikowany później w czasopiśmie naukowym).Bez prostego prawa, gałęzie nauki nie powstałyby, technologia przerodziła się w pracę z łopatą.Brak radia, telewizji i komputerów osobistych.

Początkowo George Om pracował jako praktykant mechanika, ale jego ojciec chciał kształcić swoje dzieci. Pieniądze na książki zostały zwolnione niezależnie od dobrobytu materialnego. Georg Om szybko opanował naukę, stając się utalentowanym matematykiem. Mąż nauki okazał się utalentowanym sportowcem i doskonałym tancerzem, który nie miał sobie równych na studenckich imprezach.

Nie ukończywszy edukacji, ojciec prawa do pełnego obwodu poszedł do nauczyciela szkoły podstawowej. Pracował jednocześnie jako nauczyciel. George Omu lubił być nauczycielem w szwajcarskim mieście Gottstadt: malowniczą naturą i dobrymi zarobkami, ale prawdziwy triumf oczekiwał odkrywcy prawa za kompletny łańcuch przez przeciwności w przyszłości. W 1809 roku proza ​​życia znów jest na progu: syn, z wykształcenia matematyk, wraca do miejscowego księdza. Georgowi zaproponowano opuszczenie stanowiska nauczyciela.

Przez ponad dziesięć lat Om przenosił się z jednej pracy do drugiej, nie znajdując zadowalającego miejsca do nauczania. Dopóki wola przeznaczenia nie zostanie zaproszona do jezuickiej szkoły w Kolonii. Obciążenie dydaktyczne jest niewielkie, ale instytucja ma rozległe przechowywanie instrumentów, w większości przestarzałe lub zepsute. Ciekawe, że Georgowi Om nie spieszy się biegać z prośbą o pomoc materialną dla rektorów. Zamiast tego, przypomina sobie stare umiejętności ślusarza, zabiera go własnymi rękami. Z zainteresowaniem listami do ojca opowiada o nowych projektach, konwencjonalnych i hydrostatycznych, udoskonalił ojcowską metodę mielenia bursztynu w celu stworzenia źródeł elektrycznych.

W tym samym czasie George Om poświęca dużo czasu na zaprojektowanie instrumentu zwanego elektrometrem( pomiar ładunku w oparciu o doświadczenie Charlesa Coulomb'a).Pogłoski o galwanometrach Schweigergera zostały już usłyszane na scenie, a Om zdaje sobie sprawę, że w harmonii nauki daleki jest od doskonałości. W 1821 roku napisał do ojca, że ​​wyczuł jakieś odkrycie i uważnie śledził rozwój tej branży.

Początkowo Om pobierała woltę z miedzi i cynku, naładowaną kwasem chlorowodorowym, a przy masach skrętnych mierzyła siłę potrzebną do doprowadzenia strzały do ​​magnetycznego południka Ziemi, podczas gdy przewód przenoszący prąd działał na kompasie. Połącz George Om zorientowany wzdłuż południka, z wyjątkiem błędu. Biegun woltów rozładowywał się stosunkowo szybko, kąt odchylenia strzałki stopniowo się zmieniał.Om zauważył, że źródło w zwykłej jakości dla konfiguracji eksperymentalnej nie jest odpowiednie.

Próbki drutów zostały początkowo obniżone do miski z rtęcią( o stosunkowo niskim przewodnictwie) i starannie oczyszczone przez naukowca dla lepszego kontaktu. Ciekły ośrodek zapobiegał utlenianiu się materiału i jednocześnie ograniczał wzrost prądu do rozsądnych granic. W eksperymencie wzięło udział 5 próbek drutu miedzianego o różnych długościach. Wyznaczając próbki w łacińskich literach a, b, c, d, e, nowo utworzony naukowiec Georg Om znajduje swoje pierwsze prawo w formie logarytmicznej:

Gdzie x to długość drutu w stopach, U charakteryzuje pole magnetyczne. Rezultaty nie satysfakcjonują naukowca i z biegiem czasu dodaje on dwie stałe do zależności:

U = m ln( 1 + x / a) - oryginalne sformułowanie prawa Ohma dla całego obwodu.

Od logarytmów do prostych praw dla kompletnego łańcucha

Tak więc, jeśli m jest równe 0,525, przy a = 2,9, wynikająca z tego zależność pozwala nam wcześniej przewidzieć wyniki eksperymentu. Równolegle naukowiec zajmował się badaniem przewodności różnych metali, jako odniesieniem za pomocą kawałka miedzi o długości 1 stopy. Prototyp skrócono, aż ugięcie igły magnetycznej stało się takie samo. W ten sposób badano ołów, złoto, srebro, cynk, żelazo, mosiądz, platynę i cynę, ale wyniki często nie pokrywały się z dostępną obecnie wiedzą.Naukowiec zauważył rozbieżności i wyjaśnił, że czystość próbek rzadko wynosiła 100%.

Oczekiwano również wystąpienia błędów w określaniu zależności odchylenia strzałki od obszaru przekroju. Nie było narzędzia do dokładnego oszacowania średnicy drutu. Jednak można było ustalić, że przewodność wyraźnie zależy liniowo od pola przekroju i długości.

W swojej pierwotnej formie, prawo zostało opublikowane przez Journal of Physics and Chemistry, opublikowane przez Schweiger. W roku 1825 George Om jest nieznany społeczności naukowej, a formuła, jak widać, nie jest całkowicie poprawna i wygodna. Naukowiec w tekście zastrzegł, że badanie nie zostało zakończone. Starałem się wydać traktat( omawiany w temacie zgodnie z prawem Ohma dla sekcji łańcucha), w którym opisał on, na czym polegał, i szczegółowo przedstawił swoje wnioski. Po pierwsze: obecna siła jest taka sama w całym obwodzie. Jest to widoczne w stopniu odchyleń igły magnetycznej. Zauważ, że związek był raczej założeniem, chociaż nie powinniśmy zapominać o prawie Bio-Savarta( 1820).

W tym samym czasie naukowiec w końcu zdał sobie sprawę, że element Wollaston( Wulston) nie jest dobry. Zostało to określone przez osłabienie świecenia drutu, ale zaraz po otwarciu obwodu i krótkim oczekiwaniu temperatura osiągnęła wartość początkową po ponownym uruchomieniu. Ta wyraźnie wskazana niestabilność na pierwszym miejscu i odnawialność na drugim miejscu takiego źródła. W tym samym czasie Becquerel i Barlow stosowali podobną technikę - obaj opublikowali błędne wnioski dotyczące zależności między parametrami przewodnika. Ponadto naukowcy przedstawili różne formuły, które wyraźnie wskazywały na potrzebę kontynuowania poszukiwań.

Poggendorf przybył na ratunek, który, analizując prace drukowane Ohma, stwierdził, że lepiej jest użyć thermo-emf jako źródła. I przyniósł informacje do Martina - młodszego brata George'a. Termopara miedzi i bizmutu w instalacji była na statywie trójnogu, wyposażonym w śruby do wystawy na horyzoncie. Igła magnetyczna z obciążeniami skrętnymi służyła jako osłona przezroczystej szklanej osłony chroniącej część roboczą przed fluktuacjami przepływu powietrza. Mechanik Collegium Mauch pomógł Ohm stworzyć precyzyjny system regulacji z podkładką z podziałką, aby dokładnie wykryć wysiłek potrzebny do oddania strzały do ​​magnetycznego południka Ziemi.

Nawet igła kompasu była wyjątkowa: wykonana ze stali, z końcówkami z kości słoniowej, jedyna wieńczona mosiężnym wskaźnikiem, wycelowana w skalę.O ile eksperyment został przeprowadzony w sposób odpowiedzialny, wynik roku 1926 był bliższy prawdy:

X = a / b + x.

Jest to prawo Ohma dla całego obwodu( I = U / R + r), gdzie X jest natężeniem pola magnetycznego wprost proporcjonalnym do prądu I, i jest termoemodem U, x jest długością przewodnika wprost proporcjonalną do rezystancji R, b jest resztączęść obwodu, co implikuje dzisiaj wewnętrzną rezystancję r źródła i styków instalacyjnych.