Ohms lag för kedjesektionen

Ohms lag för kedjesektionen är den grundläggande formeln som lärare använder för att hantera olydiga studenter. Låt oss se vad George Om ville förmedla till efterkommande när han formulerade lagen:

I = U / R.Där är jag strömmen uppmätt i amperes;U är spänningen, i volt;och R är motståndet i ohm.

Historien om skapandet av Ohms lag för en sektion av en krets

I kombination med kunskapen om att spänningen i parallella kretsar är densamma som strömmen i serie, blir Ohms lag för en sektion av krets ett kraftfullt verktyg för att lösa eventuella problem. Som härledd 1827 är formeln flera årtionden före Kirchhoffs arbete. Georg Om experimenterade med aktiva motstånd och i två hela år kämpade med vad idag skulle vara tillräckligt för en vanlig student i en halvtimme. Allt från brist på materialbas.

År 1600 presenterade Volta ett batteri för allmänheten, forskarna började leta efter var de skulle anpassa innovationen. Det blev uppenbart att det var möjligt att sända information snabbt och över långa avstånd med hjälp av en telegraf. Men det var inget att mäta. Uppenbarligen är ingen ström och spänning relaterad senare av Ohms lag för en sektion av kretsen. Svårigheten svängde i horisonten endast under den period då behovet av reparationer uppstod. Efter fyrtio år från födelsen av Ohms lag, när den transatlantiska telegrafen lades 1866, användes Kelvin-spegelgalvanometern som mottagare.

8 år före detta tog den framtida herren ett patent för en uppfinning. I sin ursprungliga form är anordningen en trådspole, med en rörlig spegel inuti. I det ögonblick då strömmen spelades in i kretsen reflekterades ljuset i rätt riktning, operatören såg vad som hände med egna ögon. Enig, med hjälp av en sådan enhet är det svårt att mäta. Kelvin ändras, det hände 40 år senare än vad som var önskvärt för George Ohm.

Uppfinnaren av den första exakta amperametern, Edward Weston, föddes 1850.Anordningen tillverkades 1886 och säkerställde en noggrannhet på 0,5%.Det var klart att George Om inte använde enheten när han letade efter lagen för kedjesektionen. Men tog den berömda formeln. Hur? Han var känd som en magnifik matematiker och i sin forskning använde han Fouriers idéer om värmeledning.

Den galvaniska kretsstudien är matematiskt lätt att ladda ner i pdf-format från Google-arkivet. Det är sant att en översättning till ryska inte kan hittas även i Lenins namnbibliotek.

Förhistorien om George Ohms upptäckter

Tidigare Thales Miletsky nämndes redan i ämnena, i rubriken om Ohms lag för kedjesektionen, lägger vi bara till att ullens attraktion av amber märktes av hans dotter. Människan inom elområdet beror mycket på kvinnor och deras nyfikenhet, vilket tvingar hennes dotter att fråga Papa Thales för en förklaring till ett oförståeligt fenomen.

Sedan blev elen bortglömd i århundraden. Det första allvarliga arbetet på detta område är William Gilberts arbete, strax före sin egen död, som lyckades publicera en avhandling, vars namn kan fritt översättas som "Om en magnet, magnetiska kroppar och en stor magnet - jorden".Det är omöjligt att vidarebefordra Otto von Guericke, med hjälp av en statisk laddningsgenerator av sin egen design som lyckats skapa ett antal nyfikna mönster:

1. Avgifterna för samma skylt avvisas, motsatsen lockas. Von Gerike påpekade dessa motsatser.
2. Med nedläggningen av laddningar av olika tecken strömmar ledaren ström. Vid den tidpunkten fanns inget begrepp, men faktumet att interaktionskrafterna försvann mellan kropparna sågs.

Han noterade närvaron av tecken i avgifter av Charles Dyufé: de skrev redan om "glas" och "pitch" elektricitet.

Hur Georg Ohm härledde lagen matematiskt

Författarna gjorde en liten översättning av en hel( !) Bok om den matematiska studien av den elektriska kretsen. Om skriver att arbetet skapades på basis av endast tre postulater:

• . Spridningen av elektricitet i en fast kropp( ledare).
• Elförflyttningen utanför en fast kropp( vi vågar föreslå att vi talar om ett magnetfält).
• Förekomsten av elektricitet när olika ledare kontaktar( nu kallad termoelement).

Vetenskapsmannen skriver att han litade på luften, de två sista postulaten var inte i form av lagar vid den tiden, endast en del experimentella utvecklingar var närvarande. Studierna baserades på experimenten från Charles Coulomb, som experimenterade med avgifterna på varandra på distans. Redan då föreslog Ohm att två kontakter med olika ledare utgör en potentiell skillnad. Och nu Ohms fantastiska upptäckter:

1. Som nämnts ovan fanns det ingen mätinstrument vid den tiden. Om visste från vetenskapliga publikationer att strömmen som strömmar genom tråden avböjer den magnetiska nålen åt sidan. Det var inte lätt att korrelera vinkeln med mängden elektricitet, men forskaren gick till tricket: med hjälp av torsionsvikter började han bestämma kraften vid vilken kompassavläsningarna och metallkärnans riktning sammanföll. Och i Newtons är detta ett extremt litet värde. Så Om lärde sig att mäta exakt strömstyrkan för strömmen - en kvantitet som inte är känd för vetenskapen, introducerad i användningen av vetenskapens geni.
2. Under experimenten sågs det att voltpolen inte ger en konstant spänning. Experiment under sådana förhållanden, George Om kunde inte fortsätta. Och han började använda. .. termo-emf( på råd av fysiker I. H. Poggendorf).Detta är fantastiskt eftersom lågspänningar - den potentiella skillnaden mellan två olika ledare( koppar och vismut) - orsakar obetydliga strömningar. Att klara uppgiften med hjälp av torsionsvikter och kompassnål. En liten minskning av temperaturen vid korsningen kompenseras snabbt. Vetenskapsmannen placerade termoelementets första ände i ett kärl med kokande vatten, den andra - i en behållare med is. Osäkerheten förblev inkonsekventa temperaturer på en skala. Kokning börjar till exempel annorlunda, processen påverkas av atmosfärens tryck. Men termoelementet visade sig från det första testet mycket bättre än en galvanisk cell.

Lägg till torsionsbalans, vars arbetsprincip bygger på den elastiska modulen av en tunn tråd, designad Hänge. Appliceras på statiska laddningar. Således, och förde den berömda lagen. Den magnetiska nålen beskrivs i arbetet i Oersted( 1820).Vetenskapsmannen noterade att avvikelsen är proportionell mot vad som nu kallas strömstyrka. Under det året formulerade Ampère sin egen berömda lag, sade att en magnet med en potentiell skillnad på dess fynd är orienterad i jordens magnetfält. Upptäckterna följde efter varandra, och George Oms bok om den matematiska studien av den galvaniska kretsen var nästa i rad.

Forskaren placerade magnetnålen i riktning mot magnetiska meridianen. För att eliminera påverkan av jordens magnetfält. Med hjälp av torsionsvikter mättes den kraft som krävs för att återställa systemet till dess ursprungliga tillstånd. Om härledde ett antal skäl till missnöje med en galvanisk cell som strömkälla:

1. Gradvis, som alla batterier, förlorade en volt-kolonn spänning. Om märkte detta under studiet av den termiska effekten på en vanlig tråd. Gradvis föll temperaturen oupphörligt. Det var nödvändigt att föra systemet till det ursprungliga tillståndet( laddning), då värmen ökade. Följaktligen införde det galvaniska elementet i samband med forskningen ett fel. Thermo-EMF hade större stabilitet och ett mindre värde, vilket minskade uppvärmningen av ledarna, nivellerar temperaturfelet.
   

   Förberedelser för experimentet

2. Ohm utförde experiment på korta längder av trådskärningar från olika material. Styckets motstånd var mindre än källans inre motstånd. Som ett resultat av bildandet av en resistiv delare förändrades strömmen med en förändring i ledarens material extremt litet. Den galvaniska cellens inre impedans införde stora fel. Och här manifesterade termoelementet sig på bästa sätt. Det inre motståndet hos en sådan källa är extremt liten.

Dessutom var renheten hos materialet i de undersökta proverna tveksamt även av Ohm. Det fanns inget smältbart verktyg för att uppskatta diametern( och sektionsytan).Allt detta visar hur många svårigheter skolläraren( begåvad matematik) hade att övervinna.

När det blev bekant med arbetet blev det klart varför det tog oss två hela år att härleda en enkel formel. För att undvika det, hittade forskaren inte först och främst material, från akademiker och statliga institutioner. Och ekvationen kritiserades länge - oljan i elden tillförde osannolikhet i ekvationens ursprungliga formulering. Sammanfattning:

1. Genom abstraktion av en likformig, symmetrisk ledarring visade en forskare som använder en deduktiv metod att strömmen i varje sektion är densamma. Vi tror att Omu aktivt hjälpte skytten, vars torsionskraft på cirkelns omkrets var konstant.
2. Att skapa en ring av segment skapade Ohm olika geometriska abstraktioner, drog dem in i en linje, ritade och introducerade konceptet av potentiell skillnad. Och allt för att se lagets matematiska uttryck.

Enligt Om var arbetet då betraktat som den svåraste matematiska uppgiften, lägger vi till, texten kommer att ge hundra poäng för någon modern charade. När en ring presenteras som en rak linje ser det konstigt ut, texten förklarar inte denna åtgärd( även om syftet med linjerna är tålmodigt skisserat där).Vi förplikter oss inte att klargöra abstraktionens essens utan att bara ange den form av ekvationen som forskaren anlände till:

X = a / b + x,

där X är kraften som verkar på magnetnålen, a är ledarens längd under studien, b och x är några godtyckliga konstanter. Exempelvis föreslog Om att ta b ett enda antal 20,25 och x - värdet från 7285 till 6800. I det här fallet var det möjligt att på förhand förutsäga längden och materialet hos den magnetiska kraften hos ledaren som verkar på pilen. Vad anses vara bekräftelse av lojalitet mot vad som händer.

Istället för att slutföra

arbetade en begåvad matematiker på en enkel missbruk för två århundraden sedan i flera år. Den första hjälpte med detta råd, den andra störde. Det räcker med att säga att den slutliga installationen konstruerades speciellt för att hitta beroenden. Alla delar, inklusive termoelementet, visade tydligt definierade dimensioner. Installationen var täckt med ett lock för att eliminera effekten på torsionsvågar av luftturbulens.

I slutändan minskade felen till 5-10%.Vad fick oss att härleda förhållandet, som idag är känt som Ohms lag för kedjesegmentet.