Legea lui Ohm pentru secțiunea lanțului

Legea

Ohm pentru secțiunea lanțului este formula de bază pe care profesorii o folosesc pentru a trata elevii neascultători. Să vedem ce a vrut George Om să transmită descendenților atunci când a formulat legea:

I = U / R.Unde am amperajul măsurat în amperi;U este tensiunea, în volți;și R este rezistența în ohmi.

Istoria creării legii lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit

În combinație cu cunoașterea faptului că tensiunea circuitelor paralele este aceeași cu curentul în serie, legea lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit devine un instrument puternic pentru rezolvarea oricăror probleme. Fiind derivat în 1827, formula este cu câteva decenii înaintea lucrării lui Kirchhoff. Georg Om a experimentat rezistențe active și timp de doi ani întregi sa luptat cu ceea ce astăzi ar fi suficient pentru un student obișnuit timp de o jumătate de oră.Toate dintr-o lipsă de bază materială.

În 1600, Volta a prezentat o baterie pentru public, cercetătorii au început să caute unde să adapteze inovația. A devenit evident că a fost posibil să se transmită informații rapid și pe distanțe lungi folosind un telegraf. Dar nu a fost nimic de măsurat. Evident, nici un curent și o tensiune nu sunt legate mai târziu de legea lui Ohm pentru o secțiune a circuitului. Dificultatea sa întâmplat la orizont doar în perioada în care a apărut nevoia de reparații. După patruzeci de ani de la nașterea legii lui Ohm, când telegraful transatlantic a fost pus în 1866, galvanometrul de oglindă Kelvin a fost folosit ca receptor.

Cu 8 ani înainte, viitorul domn a luat un brevet pentru o invenție.În forma sa originală, dispozitivul este o bobină de sârmă, cu o oglindă mobilă în interior.În momentul în care curentul a fost înregistrat în circuit, lumina sa reflectat în direcția cea bună, operatorul a văzut ce se întâmpla cu ochii lui. Sunt de acord, cu ajutorul unui astfel de dispozitiv este greu de măsurat. Kelvin a fost modificat, sa întâmplat cu 40 de ani mai târziu decât era de dorit pentru George Ohm.

Inventatorul primului ampermetru precis, Edward Weston, sa născut în 1850.Dispozitivul a fost fabricat în 1886 și a asigurat o precizie de 0,5%.Evident, George Om nu a folosit dispozitivul în căutarea legii pentru secțiunea lanțului. Cu toate acestea, a adus celebra formulă.Cum? El era cunoscut ca un matematician magnific, iar în cercetările sale a folosit ideile lui Fourier asupra conducerii căldurii.

Studiul circuitului galvanic este ușor de descărcat matematic, în format pdf, din depozitul Google. Este adevărat că o traducere în limba rusă nu poate fi găsită nici chiar în biblioteca centrală a numelui lui Lenin.

Preistoria descoperirilor lui George Ohm

Anterior Thales Miletsky a fost deja menționat în subiecte;Umanitatea în domeniul energiei electrice datorează mult femeilor și curiozitatea lor, care a forțat-o pe fiica ei să-i ceară lui Papa Thales o explicație pentru un fenomen incomprehensibil.

Atunci electricitatea a fost uitată de secole. Prima lucrare serioasă în acest domeniu este lucrarea lui William Gilbert, cu puțin timp înainte de moartea sa, care a reușit să publice un tratat, al cărui nume poate fi tradus în mod liber ca "Despre un magnet, corpuri magnetice și un magnet mare - Pământul".Este imposibil să treci de Otto von Guericke, cu ajutorul unui generator de încărcături statice, care a reușit să stabilească o serie de modele curioase:

1. Acuzele aceluiași semn sunt respinse, iar inversul este atras. Von Gerike a atras atenția asupra acestor opuse.
2. Odată cu închiderea încărcărilor de semne diferite semnalul curentului conductorului. La acea vreme, nu exista nici un concept, dar a fost observat faptul de a disparea fortele de interactiune dintre corpuri.

El a remarcat prezența semnelor în taxe ale lui Charles Dyufé: au scris deja despre electricitate "de sticlă" și "pitch".

Cum Georg Ohm a derivat legea matematic

Autorii au făcut o mică traducere a unei cărți întregi( !) Asupra studiului matematic al circuitului electric. Om scrie că munca a fost creată doar pe baza a trei postulate:

• . Răspândirea electricității într-un corp solid( dirijor).
• Mișcarea energiei electrice în afara unui corp solid( ne îndrăznim să sugerăm că vorbim despre un câmp magnetic).
• Fenomenul apariției electricității atunci când se află un contact diferit al conductorilor( numit acum un termocuplu).

Omul de știință scrie că sa bazat pe aer, ultimele două postulate nu erau sub forma unor legi la acel moment, doar au fost prezente evoluții experimentale parțiale. Studiile s-au bazat pe experimentele lui Charles Coulomb, care au experimentat acțiunile de acuzații reciproc de la distanță.De atunci, Ohm a sugerat că cei doi dirijori diferiți care fac contact pot forma o diferență de potențial.Și acum descoperirile uimitoare ale lui Ohm:

1. După cum am menționat mai sus, nu existau instrumente de măsurare la acel moment. Omul știa din publicațiile științifice că curentul care curge prin sârmă deformează acul magnetic deoparte. Nu a fost ușor să coreleze unghiul cu cantitatea de energie electrică, dar omul de știință sa dus la truc: cu ajutorul greutăților de torsiune a început să determine forța la care citirile busolei și direcția miezului metalic au coincis.Și în Newton aceasta este o valoare extrem de mică.Astfel Omul a învățat să măsoare exact puterea curentului - o cantitate necunoscută comunității științifice, introdusă în folosirea geniei științei.
2. În timpul experimentelor sa constatat că polul volt nu dă o tensiune constantă.Experimentele în astfel de condiții, George Om nu putea continua.Și a început să folosească. .. termo-emf( la sfatul fizicianului I. H. Poggendorf).Acest lucru este uimitor deoarece tensiunile mici - diferența potențială dintre doi conductori diferiți( cupru și bismut) - cauzează curenți nesemnificativi. Omul sa confruntat cu sarcina cu ajutorul greutăților de torsiune și a unui ac de busolă.O ușoară scădere a temperaturii la intersecție a fost rapid compensată.Omul de știință a plasat primul capăt al termocuplului într-un vas cu apă clocotită, al doilea - într-un recipient cu gheață.Incertitudinea a rămas la temperaturi incoerente pe o scară.De exemplu, fierberea începe diferit, procesul este influențat de presiunea atmosferei. Dar termocuplul sa prezentat din primul test mult mai bine decât o celulă galvanică.

Add, echilibru de torsiune, a cărui principiu de funcționare se bazează pe modulul elastic al unui fir subțire, proiectat Pendant. Aplicată la taxe statice. Astfel, a adus faimoasa lege. Acul magnetic este descris în lucrările lui Oersted( 1820).Omul de știință a observat că abaterea este proporțională cu ceea ce se numește acum amperaj.În acel an, Ampère și-a formulat propria lege faimoasă, a spus că un solenoid cu o diferență potențială asupra descoperirilor sale este orientat în câmpul magnetic al Pământului. Descoperirile au urmat unul după altul, iar cartea lui George Om despre studiul matematic al circuitului galvanic a fost următoarea.

Omul de știință a plasat acul magnetic în direcția meridianului magnetic. Pentru a elimina influența câmpului magnetic al Pământului. Cu ajutorul greutăților de torsiune a fost măsurată forța necesară pentru a readuce sistemul la starea inițială.Om a dedus o serie de motive de nemulțumire cu o celulă galvanică ca sursă de alimentare:

1. Treptat, ca orice baterie, o coloană volt a pierdut tensiunea. Omul a observat acest lucru în timpul studiului efectului termic asupra unei bucăți de sârmă obișnuită.Treptat, temperatura a scăzut inexorabil. A fost necesară aducerea sistemului la starea inițială( încărcare), deoarece încălzirea a crescut.În consecință, elementul galvanic în cursul cercetării a introdus o eroare. Termo-EMF a avut o stabilitate mai mare și o valoare mai mică, ceea ce a redus încălzirea conductorilor, nivelând eroarea de temperatură.
   

   Pregătirea experimentului

2. Ohm a efectuat experimente pe lungimi scurte de tăieturi de sârmă din diverse materiale. Rezistența pieselor a fost mai mică decât rezistența internă a sursei. Ca rezultat al formării unui separator rezistiv, curentul cu o modificare a materialului conductorului sa schimbat extrem de puțin. Impedanța internă a celulei galvanice a introdus erori mari.Și aici termocuplul sa manifestat cel mai bine. Rezistența internă a unei astfel de surse este extrem de mică.

În plus, puritatea materialelor din probele studiate a fost îndoielnică chiar și de Ohm. Nu exista un instrument digerabil pentru estimarea diametrului( și a suprafeței secționale).Toate acestea arată cât de multe dificultăți pe care le-a trebuit să le depășească învățătorul( matematica talentată).

După ce ne-am familiarizat cu lucrarea, a devenit clar de ce ne-a luat doi ani întregi pentru a obține o formulă simplă.În primul rând, omul de știință nu a găsit sprijin, în primul rând, materiale, de la cadre universitare și instituții de stat. Iar ecuația a fost criticată de mult timp - uleiul din foc a adăugat o inexactitate în formula originală a ecuației. Rezumat:

1. Prin abstractizarea unui inel conductor simetric uniform, un om de stiinta folosind o metoda deductiva a aratat ca curentul din fiecare sectiune este acelasi. Credem că Omu a ajutat activ shooter-ul, a cărui forță de torsiune pe circumferința cercului a rămas constantă.
2. Compunând un inel de segmente, Ohm a creat diferite abstracții geometrice, le-a tras într-o linie, a tras și a introdus conceptul de diferență de potențial.Și toți pentru a vedea expresia matematică a legii.

Potrivit lui Om, lucrarea din acea vreme a fost considerată cea mai dificilă problemă matematică, adăugăm, textul său va oferi o sută de puncte pentru orice șaradă modernă.Când un inel este prezentat ca o linie dreaptă, pare ciudat, textul nu explică această acțiune( deși scopul liniilor este prezentat cu răbdare acolo).Nu se angajează să clarifice esența abstractizărilor, indicând pur și simplu forma ecuației la care a ajuns omul de știință:

X = a / b + x,

unde X este forța care acționează asupra acului magnetic, a este lungimea conductorului studiat, b și x sunt câteva constante arbitrare. De exemplu, Om a propus să ia un număr unic de 20,25 și x - intervalul de valori de la 7285 la 6800. În acest caz, utilizând expresia de mai sus, a fost posibil să se prevadă în avans lungimea și materialul forței magnetice a conductorului care acționează asupra săgeții. Ce se consideră confirmare a loialității față de ceea ce se întâmplă.

În loc să încheie

Un matematician talentat a lucrat la o simplă dependență acum două secole de mai mulți ani. Primul a ajutat cu acest sfat, cel de-al doilea a intervenit. Este suficient să spunem că instalarea finală a fost concepută special pentru a găsi dependențe. Toate părțile, inclusiv termocuplul, au prezentat dimensiuni bine definite. Instalația a fost acoperită cu un capac pentru a elimina efectul asupra cântarelor de torsiune a turbulențelor de aer.

În cele din urmă, acest lucru a redus erorile la 5-10%.Ce ne-a permis să derivăm raportul, cunoscut astăzi drept legea lui Ohm pentru segmentul lanțului.