Ohmov zákon pre reťazovú sekciu

Zákon

Ohm pre reťazovú sekciu je základný vzorec, ktorý používajú učitelia pri riešení neposlušných študentov. Pozrime sa, čo George Om chcel odovzdať potomkom, keď formuloval zákon:

I = U / R.Kde I je intenzita nameraná v ampéroch;U je napätie vo voltoch;a R je odpor v ohmoch.

História vytvorenia ohmovho zákona pre časť obvodu

V kombinácii s vedomím, že napätie paralelných obvodov je rovnaké ako prúd v sérii, Ohmov zákon pre časť obvodu sa stáva silným nástrojom na riešenie akýchkoľvek problémov. Odvodený v roku 1827, vzorec je niekoľko desaťročí pred prácou Kirchhoff. Georg Omn experimentoval s aktívnou odolnosťou a počas dvoch rokov bojoval s tým, čo by bolo dosť pre obyčajného študenta pol hodiny. Všetko z nedostatku materiálnej základne.

V roku 1600 spoločnosť Volta predstavila batériu pre verejnosť a výskumníci začali hľadať miesto, kde sa dá inovácia prispôsobiť.Bolo zrejmé, že pomocou telegrafu bolo možné rýchlo a na dlhé vzdialenosti prenášať informácie. Ale nemal som čo merať.Je zrejmé, že žiadny prúd a napätie nesú neskôr Ohmov zákon pre časť okruhu. Problém sa objavil na obzore iba v období, keď sa objavila potreba opravy. Po štyridsiatich rokoch od narodenia Ohmovho zákona, keď bol transatlantický telegraf položený v roku 1866, bol ako prijímač použitý zrkadlový galvanometer Kelvin.

8 rokov pred týmto, budúci pán vzal patent na vynález. Vo svojej pôvodnej podobe je prístrojom zvitok drôtu s pohyblivým zrkadlom vo vnútri. V okamihu, keď bol prúd zaznamenaný v okruhu, svetlo sa odrážalo správnym smerom, operátor videl, čo sa deje s jeho vlastnými očami. Súhlasím, že pomocou takéhoto zariadenia je ťažké merať.Kelvin zmenil a doplnil, to sa stalo o 40 rokov neskôr, ako bolo žiaduce pre Georgeho Ohma.

Vynálezca prvého presného ampérmetra, Edward Weston, sa narodil v roku 1850.Zariadenie bolo vyrobené v roku 1886 a zaistilo presnosť 0,5%.Je zrejmé, že George Om nepoužíval zariadenie pri hľadaní zákona pre reťazovú sekciu. Avšak, priniesol slávny vzorec. Ako? Bol známy ako nádherný matematik a vo svojom výskume použil Fourierove nápady na vedenie tepla.

Štúdia galvanického obvodu je matematicky jednoducho stiahnuteľná vo formáte pdf z úložiska Google. Je pravda, že preklad do ruštiny nemožno nájsť ani v centrálnej knižnici mena Lenina.

Prehistória objavov Georgea Ohma

Doterajší Thales Miletsky už bol uvedený v témach;Ľudstvo v oblasti elektrickej energie vďačí ženám a ich zvedavosti, čo prinútilo jej dcéru, aby požiadala pána Thalesa o vysvetlenie nepochopiteľného javu.

Potom bola elektrina zabudnutá už celé stáročia. Prvou serióznou prácou v tejto oblasti je práca Williama Gilberta, krátko pred jeho vlastnou smrťou, ktorej sa podarilo zverejniť pojednanie, ktorého meno môže byť voľne preložené ako "O magnete, magnetických telách a veľkom magnete - Zemi".Otto von Guericke nemôže prechádzať pomocou generátora statického náboja vlastného dizajnu, ktorý dokázal vytvoriť množstvo zvedavých vzorov:

1. Obvinenia z toho istého označenia sú odpudzované, naopak je priťahovaný.Von Gerike upozornil na tieto protiklady.
2. Pri zatváraní nábojov rôznych signálov prúdi prúd vodičov. V tom čase neexistovala žiadna koncepcia, ale spozoroval sa aj zmiznutie interakčných síl medzi telom.

Poznamenal prítomnosť znakov v poplatkoch od Charlesa Dyufého: už napísali o "skle" a "smola" elektrinu.

Ako Georg Ohm odvodil zákon matematicky

Autori urobili malý preklad celej( !) Knihy na matematickú štúdiu elektrického obvodu. Om píše, že práca bola vytvorená len na základe troch postulátov:

• . Rozširovanie elektrickej energie v pevnom tele( dirigent).
• Pohyb elektriny mimo pevného tela( my sa snažíme naznačiť, že hovoríme o magnetickom poli).
• Fenomén vzhľadu elektrickej energie pri kontakte s rôznymi vodičmi( teraz nazývaný termočlánok).

Vedec píše, že spoliehal na ovzdušie, posledné dva postuláty neboli v tom čase vo forme zákonov, iba čiastočný experimentálny vývoj bol prítomný.Štúdie vychádzali z pokusov Charlesa Coulomba, ktorý experimentoval s diaľkovými útokmi na obvinenia. Už vtedy Ohm navrhol, že dva kontaktu s rôznymi vodičmi tvoria potenciálny rozdiel. A teraz Ohmove úžasné objavy:

1. Ako bolo uvedené vyššie, v tom čase neboli žiadne meracie prístroje. Om vedel z vedeckých publikácií, že prúd, ktorý preteká drôtom, odkláňa magnetickú ihlu stranou. Nie je ľahké zosúladiť uhol s množstvom elektriny, ale vedec šiel na trik: s pomocou torzných váh začal určovať silu, s ktorou sa čítanie kompasu a smer kovového jadra zhodoval. A v Newtonoch to je mimoriadne malá hodnota. Tak sa človek naučil merať presne silu prúdu - množstvo neznáme vedeckej komunite, zavedené do používania génia vedy.
2. Počas experimentov bolo zaznamenané, že voltový pól nedáva konštantné napätie. Pokusy v takýchto podmienkach George Om nemohol pokračovať.A on začal používať. .. termo-emf( na radu fyziky I. H. Poggendorf).Je to úžasné, pretože nízke napätie - potenciálny rozdiel medzi dvoma odlišnými vodičmi( meď a bizmut) - spôsobuje nevýznamné prúdy. Om sa s úlohou vyrovnal pomocou torzných závaží a kompasovej ihly. Mierny pokles teploty na križovatke bol rýchlo kompenzovaný.Vedec umiestnil prvý koniec termočlánku do nádoby s vriacou vodou, druhý - do nádoby s ľadom. Neistota zostala nekonzistentnými teplotami na stupnici. Napríklad varenie začína inak, proces je ovplyvňovaný tlakom atmosféry. Ale termočlánok sa od prvého testu ukázal oveľa lepšie ako galvanický článok.

Pridajte torznú rovnováhu, ktorej princíp činnosti je založený na modulu pružnosti tenkého drôtu navrhnutého príveskom. Platí pre statické poplatky. Tak, a priniesol slávny zákon. Magnetická ihla je opísaná v dielach Oersted( 1820).Vedec si všimol, že odchýlka je úmerná tomu, čo sa teraz nazýva amperage. V tom roku Ampère formuloval svoj vlastný slávny zákon a povedal, že solenoid s potenciálnym rozdielom v jeho zisteniach je orientovaný v magnetickom poli Zeme. Zistenia nasledovali jeden po druhom a kniha George Om o matematickom štúdiu galvanického okruhu bola najbližšia v rade.

Vedecký pracovník umiestnil magnetickú ihlu v smere magnetického poludníka. Odstrániť vplyv magnetického poľa Zeme. Pomocou torzných váh merala sila potrebná na vrátenie systému do pôvodného stavu. Om odvodil niekoľko dôvodov nespokojnosti s galvanickým článkom ako zdrojom napájania:

1. Postupne, rovnako ako akákoľvek batéria, stĺp volt stratené.Om si to všimol počas štúdia tepelného účinku na kúsok obyčajného drôtu. Postupne sa teplota neúprosne znížila. Bolo potrebné priviesť systém do počiatočného stavu( nabíjanie), keď sa vykurovanie zvýšilo. V dôsledku toho galvanický prvok v priebehu výskumu zaviedol chybu. Thermo-EMF mal väčšiu stabilitu a menšiu hodnotu, čo znižuje ohrev vodičov a vyrovnáva teplotnú chybu.
   

   Príprava experimentu

2. Ohm vykonal experimenty na krátkych dĺžkach drôtených rezov z rôznych materiálov. Odolnosť kusov bola menšia ako vnútorný odpor zdroja. Vďaka vytvoreniu odporového deliča sa menil prúd so zmenou v materiáli vodiča veľmi málo. Vnútorná impedancia galvanického článku spôsobila veľké chyby. Tu sa termočlánok najlepšie prejavil. Vnútorný odpor takéhoto zdroja je veľmi malý.

Okrem toho bola čistota materiálov skúmaných vzoriek pochybná dokonca aj ohmom. Neexistoval žiadny stráviteľný nástroj na odhad priemeru( a prierezovej plochy).To všetko ukazuje, koľko ťažkostí učiteľ( talentovaná matematika) musel prekonať.

Keď sme sa oboznámili s prácou, bolo jasné, prečo nám trvalo dva celé roky, aby sme odvodili jednoduchý vzorec. Na začiatok, vedec nenašiel žiadnu podporu, predovšetkým materiál, od akademických pracovníkov a štátnych inštitúcií.A rovnica bola dlho kritizovaná - olej v ohni dodal nepresnosť v pôvodnej formulácii rovnice. Zhrnutie:

1. Odberom rovnomerného, ​​symetrického vodičového prstenca vedec s dedukčnou metódou ukázal, že prúd v každej sekcii je rovnaký.Veríme, že Ohmu aktívne pomohol strelcovi, ktorého torzná sila po obvode kruhu zostala konštantná.
2. Zostavenie prstenca segmentov vytvoril Ohm rôzne geometrické abstrakcie, vytiahol ich do čiar, nakreslil a predstavil koncept potenciálneho rozdielu. A všetci vidia matematický výraz zákona.

Podľa Omovho sa práca v tej dobe považovala za najťažšiu matematickú úlohu, dodáme, jej text poskytne sto bodov pre každú modernú šarádu. Keď je prsteň zobrazená ako priamka, zdá sa to divné, text neumožňuje vysvetliť túto akciu( hoci účel tréningov je trpezlivo načrtnutý).Nesmieme objasniť podstatu abstrakcií, jednoducho naznačiť formu rovnice, ktorej prišiel vedec:

X = a / b + x,

, kde X je sila pôsobiaca na magnetickú ihlu, a je dĺžka študovaného vodiča, b a x sú niektoré ľubovoľné konštanty. Napríklad spoločnosť Om navrhla, aby vzala b jediné číslo 20,25 a x - rozsah hodnôt od 7285 do 6800. V tomto prípade pomocou vyššie uvedeného výrazu bolo možné predpovedať magnetickú silu pôsobiacu na šípku vopred na vodivý materiál.Čo sa považuje za potvrdenie lojality k tomu, čo sa deje.

Namiesto uzavretia

Talentovaný matematik pracoval na niekoľkých rokoch pred jednoduchou závislosťou pred dvoma storočiami. Prvým pomohol s touto radou, druhá zasahovala. Stačí povedať, že konečná inštalácia bola navrhnutá špeciálne na účely nájdenia závislostí.Všetky časti vrátane termočlánku vykazovali jasne definované rozmery. Inštalácia bola pokrytá uzáverom, aby sa eliminoval vplyv turbulencií na torzné váhy.

Nakoniec to znížilo chyby na 5-10%.Čo nám umožnilo odvodiť pomer, ktorý je dnes známy ako Ohmov zákon pre reťazový segment.