Projekt iz fizike o Ohmovim zakonima. Povijest otkrića Ohmovog zakona, vrste Ohmovog zakona. Ohmov zakon za kompletan kratki sažetak kruga

Slanje vašeg dobrog rada u bazu znanja jednostavno je. Koristite obrazac u nastavku

Studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam vrlo zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA REPUBLIKE BJELORUSIJE

Odjel za prirodne znanosti

Sažetak

Ohmov zakon

Završeno:

Ivanov M. A.

Uvod

1. Opći pogled na Ohmov zakon

2. Povijest otkrića Ohmovog zakona, kratka biografija znanstvenik

3. Vrste Ohmovih zakona

4. Prva istraživanja otpora vodiča

5. Električna mjerenja

Zaključak

Literatura, drugi izvori informacija

Uvod

Fenomeni vezani uz elektricitet uočeni su u staroj Kini, Indiji i antička Grčka nekoliko stoljeća prije početka naše ere. Oko 600 godina prije Krista, kako kažu sačuvane legende, starogrčki filozof Thales iz Mileta poznavao je svojstvo jantara utrljanog na vunu da privlači lagane predmete. Inače, stari Grci su riječju "elektron" nazivali jantar. Od njega je došla i riječ "elektricitet". Ali Grci su samo promatrali fenomen elektriciteta, ali ga nisu mogli objasniti.

19. stoljeće bilo je puno otkrića vezanih uz elektricitet. Jedno otkriće dovelo je do čitavog niza otkrića tijekom nekoliko desetljeća. Električna energija se počela pretvarati iz predmeta istraživanja u potrošnu robu. Počelo se naširoko uvoditi u razna područja proizvodnja. Izumljeni su i stvoreni elektromotori, generatori, telefoni, telegrafi i radio. Počinje uvođenje električne energije u medicinu.

Napon, struja i otpor - fizikalne veličine, karakteriziranje pojava koje se javljaju u električnim krugovima. Ove su količine međusobno povezane. Tu vezu prvi je proučavao njemački fizičar 0m. Ohmov zakon otkriven je 1826.

1. Opći pogled na Ohmov zakon

Ohmov zakon ide ovako: Jakost struje u dijelu kruga izravno je proporcionalna naponu u ovom dijelu (za dani otpor) i obrnuto proporcionalna otporu odjeljka (za dani napon): I = U / R, iz formule to slijedi da je U = IHR i R = U / I. Budući da otpor danog vodiča ne ovisi ni o naponu ni o struji, tada posljednju formulu treba čitati na sljedeći način: otpor danog vodiča jednak je omjeru napon na njegovim krajevima na jakost struje koja kroz njega teče. U električnim krugovima najčešće su vodiči (potrošači električne energije) spojeni serijski (na primjer, žarulje u vijencima božićnog drvca) i paralelno (na primjer, kućanski električni uređaji).

Uz serijski spoj, strujna snaga u oba vodiča (žarulja) je ista: I = I1 = I2, napon na krajevima razmatranog dijela kruga je zbroj napona na prvoj i drugoj svjetiljci: U = U1 + U2. Ukupni otpor presjeka jednak je zbroju otpora žarulja R = R1 + R2.

Na paralelna veza otpornika, napon na dionici kruga i na krajevima otpornika je isti: U = U1 = U2. Struja u nerazgranatom dijelu kruga jednaka je zbroju struja u pojedinačnim otpornicima: I = I1 + I2. Ukupni otpor sekcije manji je od otpora svakog otpornika.

Ako su otpori otpornika isti (R1 = R2), tada ukupni otpor sekcije Ako su tri ili više otpornika spojena paralelno u strujnom krugu, tada ukupni otpor može biti -.

nalazi se formulom: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/RN. Paralelno se spajaju mrežni potrošači koji su predviđeni za napon jednak naponu mreže.

Dakle, Ohmov zakon uspostavlja odnos između jakosti struje ja u vodiču i razlika potencijala (napona) U između dviju fiksnih točaka (odjeljaka) ovog vodiča:

Faktor proporcionalnosti R, ovisno o geometrijskim i električnim svojstvima vodiča i temperaturi, naziva se omski otpor ili jednostavno otpor danog dijela vodiča.

2. Povijest otkrića Ohmovog zakona, kratka biografija znanstvenika

Georg Simon Ohm rođen je 16. ožujka 1787. u Erlangenu, u obitelji nasljednog mehaničara. Nakon što je završio školu, Georg je ušao u gradsku gimnaziju. Gimnaziju u Erlangenu nadziralo je sveučilište. Nastavu u gimnaziji izvodila su četiri profesora. Georg je, nakon što je završio srednju školu, u proljeće 1805. započeo studij matematike, fizike i filozofije na Filozofskom fakultetu Sveučilišta u Erlangenu.

Nakon studija od tri semestra, prihvatio je poziv da preuzme mjesto profesora matematike u jednoj privatnoj školi u švicarskom gradu Gottstadtu.

Godine 1811. vratio se u Erlangen, diplomirao na sveučilištu i doktorirao. Odmah po završetku sveučilišta ponuđeno mu je mjesto privatnog docenta na odjelu za matematiku istog sveučilišta.

Godine 1812. Ohm je imenovan učiteljem matematike i fizike u školi u Bambergu. Godine 1817. objavio je svoj prvi tiskani rad o metodama nastave, “Najoptimalniji izbor za poučavanje geometrije u pripremnoj nastavi”. Om je počeo istraživati ​​elektricitet. Ohm je svoj električni mjerni instrument temeljio na dizajnu Coulombovih torzijskih vaga. Ohm je rezultate svojih istraživanja predstavio u obliku članka pod naslovom “Preliminarno izvješće o zakonu prema kojem metali provode kontaktni elektricitet”. Članak je objavljen 1825. godine u Journal of Physics and Chemistry, čiji je izdavač bio Schweigger. Međutim, izraz koji je pronašao i objavio Ohm pokazao se netočnim, što je bio jedan od razloga njegovog dugogodišnjeg nepriznavanja. Nakon što je poduzeo sve mjere opreza i unaprijed eliminirao sve moguće izvore pogreške, Om je započeo nova mjerenja.

Pojavljuje se njegov poznati članak “Definicija zakona prema kojem metali provode kontaktni elektricitet, zajedno s nacrtom teorije voltaičnog aparata i Schweiggerovog množitelja”, objavljen 1826. u časopisu za fiziku i kemiju.

U svibnju 1827. Teorijska istraživanja električni krugovi" svezak od 245 stranica, koji je sada sadržavao Ohmovo teoretsko razmišljanje o električnim krugovima. U ovom radu, znanstvenik je predložio karakterizaciju električnih svojstava vodiča njegovim otporom i uveo ovaj izraz u znanstvenu upotrebu. Ohm je pronašao jednostavniju formulu za zakon odsječka električnog kruga koji ne sadrži EMF: „Količina struje u galvanskom krugu izravno je proporcionalna zbroju svih napona i obrnuto proporcionalna zbroju zadanih duljina. U ovom slučaju, ukupna smanjena duljina definirana je kao zbroj svih pojedinačnih smanjenih duljina za homogene presjeke koji imaju različite vodljivosti i različite poprečne presjeke."

Godine 1829. pojavio se njegov članak "Eksperimentalna studija o radu elektromagnetskog množitelja", u kojem su postavljeni temelji teorije električnih mjernih instrumenata. Ovdje je Ohm predložio jedinicu otpora, za koju je odabrao otpor bakrene žice dugačke 1 stopu i presjeka od 1 kvadratne linije.

Godine 1830. pojavila se Ohmova nova studija, “Pokušaj stvaranja približne teorije unipolarne vodljivosti”. Tek je 1841. Ohmovo djelo prevedeno na engleski jezik, 1847. - na talijanski, 1860. - na francuski.

Dana 16. veljače 1833., sedam godina nakon objavljivanja članka u kojem je objavljeno njegovo otkriće, Ohmu je ponuđeno mjesto profesora fizike na novoorganiziranoj Politehničkoj školi u Nürnbergu. Znanstvenik započinje istraživanja u području akustike. Ohm je rezultate svojih akustičkih istraživanja formulirao u obliku zakona, koji je kasnije postao poznat kao Ohmov akustički zakon.

Ruski fizičari Lenz i Jacobi prvi su među stranim znanstvenicima prepoznali Ohmov zakon. Pomogli su i njegovom međunarodnom priznanju. Uz sudjelovanje ruskih fizičara, 5. svibnja 1842. Kraljevsko društvo u Londonu dodijelilo je Ohmu zlatnu medalju i izabralo ga za člana.

1845. izabran je punopravni član Bavarska akademija znanosti. Godine 1849. znanstvenik je pozvan na Sveučilište u Münchenu na mjesto izvanrednog profesora. Iste godine imenovan je čuvarom Državne zbirke fizikalnih i matematičkih instrumenata, a istodobno je držao predavanja iz fizike i matematike. Godine 1852. Ohm je dobio mjesto redovnog profesora. Ohm je umro 6. srpnja 1854. Godine 1881., na kongresu elektrotehnike u Parizu, znanstvenici su jednoglasno odobrili naziv jedinice otpora - 1 Ohm.

3. Vrste Ohmovih zakona

Postoji nekoliko vrsta Ohmovog zakona.

Ohmov zakon za homogeni dio lanca (ne sadrži izvor struje): struja u vodiču izravno je proporcionalna primijenjenom naponu i obrnuto proporcionalna otporu vodiča:

Ohmov zakon za kompletan krug - jakost struje u krugu proporcionalna je EMF-u koji djeluje u krugu i obrnuto proporcionalna zbroju otpora kruga i unutarnjeg otpora izvora.

gdje je I trenutna snaga

E - elektromotorna sila

R je vanjski otpor kruga (tj. otpor toga

dio kruga koji se nalazi izvan izvora emf)

EMF je rad vanjskih sila (tj. sila neelektričnog podrijetla) za pomicanje naboja u krugu, povezan s veličinom tog naboja.

Mjerne jedinice:

EMF - volti

Struja - ampera

Otpori (R i r) - ohmi

Primjenom osnovnog zakona električnog kruga (Ohmov zakon) mnogi prirodni fenomen, koji na prvi pogled djeluju tajanstveno i paradoksalno. Na primjer, svi znaju da je svaki ljudski kontakt s električnim žicama pod naponom smrtonosan. Samo jedan dodir puknute visokonaponske žice može usmrtiti osobu ili životinju strujnim udarom. Ali u isto vrijeme stalno vidimo ptice kako mirno sjede na dalekovodima visokog napona i ništa ne prijeti životima ovih živih bića. Kako onda pronaći objašnjenje za takav paradoks?

I ovaj se fenomen može objasniti prilično jednostavno ako zamislimo da je ptica na električnoj žici jedan od dijelova električne mreže, otpor drugog znatno premašuje otpor drugog dijela istog kruga (to jest, mali razmak između ptičjih nogu). Prema tome, električna struja koja djeluje na prvom dijelu kruga, odnosno na tijelu ptice, bit će potpuno sigurna za nju. Međutim, potpuna sigurnost zajamčena je samo kada dođe u dodir s dijelom visokonaponske žice. Ali čim ptica koja se smjestila na dalekovod dotakne žicu ili bilo koji predmet koji se nalazi u blizini žice (na primjer, telegrafski stup) svojim krilom ili kljunom, ptica će neizbježno umrijeti. Uostalom, stup je izravno povezan s tlom, a protok električnih naboja, koji prolazi kroz tijelo ptice, može ga odmah ubiti, brzo se krećući prema tlu. Nažalost, iz tog razloga mnoge ptice umiru u gradovima.

Kako bi zaštitili ptice od štetnog djelovanja struje, strani su znanstvenici razvili posebne naprave - ptičje sjedalice izolirane od električne struje. Takvi uređaji postavljani su na visokonaponske vodove. Ptice, koje sjede na izoliranoj klupi, mogu svojim kljunovima, krilima ili repovima dotaknuti žice, stupove ili nosače bez opasnosti po život. Najveći otpor ima površina gornjeg, tzv. stratum corneuma ljudske kože. Otpor suhe i netaknute kože može doseći 40 000 - 100 000 Ohma. Stratum corneum kože je vrlo malen, svega 0,05 - 0,2 mm. a lako probija s naponom od 250 V. Otpor se u tom slučaju smanjuje sto puta i pada to brže što struja duže djeluje na ljudsko tijelo. Povećano znojenje kože, prekomjerni rad, živčano uzbuđenje i opijenost oštro smanjuju otpor ljudskog tijela, do 800 - 1000 Ohma. To objašnjava da ponekad čak i mali napon može izazvati strujni udar. Ako je, na primjer, otpor ljudskog tijela 700 Ohma, tada će napon od samo 35 V biti opasan. Zato, na primjer, električari, čak i kada rade s naponom od 36 V, koriste izolacijsku zaštitnu opremu - gumene rukavice ili alat s izoliranim drškama.

Ohmov zakon izgleda tako jednostavan da su poteškoće koje su se morale prevladati pri njegovom uspostavljanju zanemarene i zaboravljene. Ohmov zakon nije lako ispitati i ne treba ga uzeti kao očitu istinu; Doista, za mnoge materijale to ne vrijedi.

Koje su zapravo te poteškoće? Nije li moguće provjeriti što uzrokuje promjena broja elemenata naponskog stupca određivanjem struje pri različitim brojevima elemenata?

Stvar je u tome da kada uzmemo drugačiji broj elemenata, mijenjamo cijeli krug, jer dodatni elementi također imaju dodatni otpor. Stoga je potrebno pronaći način da se promijeni napon bez mijenjanja same baterije. Osim toga, različite vrijednosti struje zagrijavaju žicu na različite temperature, a ovaj učinak također može utjecati na snagu struje. Ohm (1787-1854) je prevladao te poteškoće iskoristivši fenomen termoelektriciteta, koji je otkrio Seebeck (1770-1831) 1822. godine.

Tako je Ohm pokazao da je struja proporcionalna naponu i obrnuto proporcionalna impedanciji kruga. Bio je to jednostavan rezultat za složen eksperiment. Barem bi nam se sada tako trebalo činiti.

Ohmovi suvremenici, osobito njegovi sunarodnjaci, mislili su drugačije: možda je jednostavnost Ohmova zakona pobudila njihovu sumnju. Om je naišao na poteškoće u svojoj karijeri i bio je u potrebi; Om je bio posebno deprimiran činjenicom da njegovi radovi nisu prepoznati. Na čast Velikoj Britaniji, a posebno Kraljevskom društvu, valja reći da je Ohmov rad tamo dobio zasluženo priznanje. Om je među onim velikanima čija se imena često nalaze ispisana malim slovima: naziv "om" dat je jedinici otpora.

4. Prva istraživanja otpora vodiča

Što je dirigent? Ovo je čisto pasivna komponenta električnog kruga, odgovorili su prvi istraživači. Proučavati ga jednostavno znači razbijati glavu nepotrebnim misterijama, jer... samo je trenutni izvor aktivni element.

Ovakav pogled na stvari objašnjava zašto znanstvenici, barem prije 1840. godine, nisu pokazivali gotovo nikakvo zanimanje za ono malo radova koji su se vodili u tom smjeru.

Tako je na drugom kongresu talijanskih znanstvenika, održanom u Torinu 1840. (prvi se sastao u Pisi 1839. i čak je dobio određeno političko značenje), govoreći u raspravi o izvješću koje je podnio Marianini, De la Rive tvrdio da vodljivost Većina tekućina nije apsolutna, "već relativna i varira s promjenama u jačini struje." Ali Ohmov zakon objavljen je 15 godina ranije!

Među rijetkim znanstvenicima koji su prvi počeli proučavati pitanje vodljivosti vodiča nakon izuma galvanometra bio je Stefano Marianini (1790.-1866.).

Do svog je otkrića došao slučajno dok je proučavao napon baterije. Primijetio je da se s povećanjem broja elemenata voltičnog stupca elektromagnetski učinak na iglu ne povećava zamjetno. Zbog toga je Marianini odmah pomislio da svaki naponski element predstavlja prepreku prolasku struje. Eksperimentirao je s parovima "aktivnih" i "neaktivnih" (tj. koji se sastoje od dvije bakrene ploče odvojene mokrim odstojnikom) i eksperimentalno je pronašao omjer u kojem moderni čitatelj prepoznaje poseban slučaj Ohmovog zakona, kada se ne uzima u obzir otpor vanjskog strujnog kruga, kao što je bio slučaj u Marianinijevom pokusu.

Georg Simon Ohm (1789-1854) prepoznao je Marianinijeve zasluge, iako njegova djela nisu izravno pomogla Ohmu u njegovom radu. Ohm je u svojim istraživanjima bio inspiriran radom ("Analitička teorija topline", Pariz, 1822.) Jeana Baptistea Fouriera (1768.-1830.) - jednim od najznačajnijih znanstveni radovi svih vremena, koja je vrlo brzo stekla slavu i veliku pohvalu među tadašnjim matematičarima i fizičarima. Došao je na ideju da se mehanizam "toka topline" o kojem govori Fourier može usporediti s električnom strujom u vodiču. I baš kao što se u Fourierovoj teoriji protok topline između dva tijela ili između dviju točaka istog tijela objašnjava temperaturnom razlikom, na isti način Ohm objašnjava pojavu električne struje između njih razlikom u “elektroskopskim silama” na dvije točke vodiča.

Slijedeći ovu analogiju, Om je započeo svoju eksperimentalne studije od određivanja relativnih vrijednosti vodljivosti različitih vodiča. Koristeći metodu koja je danas postala klasična, spojio je tanke vodiče od različitih materijala istog promjera u seriju između dvije točke u krugu i mijenjao njihovu duljinu tako da je dobivena određena količina struje. Prvi rezultati koje je danas uspio postići čine se prilično skromnima. ohmov zakon električni galvanometar

Povjesničari su zadivljeni, primjerice, Ohmovim mjerenjima srebra koje je manje vodljivo od bakra i zlata, i snishodljivo prihvaćaju Ohmovo vlastito objašnjenje da je eksperiment izveden na srebrnoj žici obloženoj slojem ulja, što je dovodilo u zabludu u pogledu točne vrijednosti .promjer

U to vrijeme postojali su mnogi izvori pogrešaka pri provođenju eksperimenata (nedovoljna čistoća metala, poteškoće u kalibraciji žice, poteškoće u točnim mjerenjima itd.). Najvažniji izvor pogreške bila je polarizacija baterija. Trajni (kemijski) elementi tada još nisu bili poznati, pa se tijekom vremena potrebnog za mjerenja elektromotorna sila elementa značajno mijenjala. Upravo su ti razlozi uzrokovali pogreške koje su navele Ohma da na temelju svojih pokusa dođe do logaritamskog zakona ovisnosti struje o otporu vodiča spojenog između dvije točke strujnog kruga. Nakon objavljivanja prvog Ohmovog članka, Poggendorff mu je savjetovao da napusti kemijske elemente i koristi bolji termoelement bakar-bizmut, koji je nedugo prije predstavio Seebeck.

Ohm je poslušao taj savjet i ponovio svoje pokuse, sastavljajući instalaciju s termoelektričnom baterijom, u čiji je vanjski strujni krug bilo serijski spojeno osam bakrenih žica istog promjera, ali različite duljine. Izmjerio je jakost struje pomoću neke vrste torzijske vage koju je formirala magnetska igla obješena na metalnu nit. Kad ju je struja usporedna sa strelicom skrenula, Ohm je zavrtio nit na kojoj je bila obješena dok strelica nije bila u svom uobičajenom položaju;

Smatralo se da je jakost struje proporcionalna kutu pod kojim je nit bila upletena. Ohm je zaključio da se rezultati eksperimenata napravljenih s osam različitih žica "mogu vrlo dobro izraziti jednadžbom

gdje X označava intenzitet magnetskog djelovanja vodiča čija je duljina jednaka x, a a i b su konstante koje ovise o pobudnoj sili, odnosno o otporu preostalih dijelova kruga.”

Uvjeti eksperimenta su se promijenili: otpori i termoelektrični parovi su zamijenjeni, ali rezultati su se i dalje sveli na gornju formulu, koja se vrlo jednostavno pretvara u onu nama poznatu ako X zamijenimo jakošću struje, a elektromotornom silom i b+x ukupni otpor kruga.

Dobivši ovu formulu, Ohm je koristi za proučavanje učinka Schweigerovog množitelja na otklon igle i proučavanje struje koja prolazi u vanjskom krugu baterije ćelija, ovisno o tome kako su spojene - u seriju ili u paralelno. Na taj način on objašnjava (kao što se sada radi u udžbenicima) što određuje vanjsku struju baterije, pitanje koje je ranim istraživačima bilo prilično nejasno. Om se nadao da će mu njegov eksperimentalni rad otvoriti put do sveučilišta, koje je toliko želio. Međutim, članci su prošli nezapaženo. Tada je napustio svoje profesorsko mjesto na gimnaziji u Kölnu i otišao u Berlin teorijski osmisliti dobivene rezultate. Godine 1827. u Berlinu je objavio svoje glavno djelo “Die galvanische Kette, mathe-matisch bearbeitet” (“Galvanski sklop razvijen matematički”).

Ova teorija, u čijem razvoju je bio inspiriran, kao što smo već naznačili, Fourierovom analitičkom teorijom topline, uvodi koncepte i precizne definicije elektromotorne sile, ili "elektroskopske sile", kako je Ohm naziva, električne vodljivosti (Starke der Leitung) i jakost struje. Izrazivši zakon koji je izveo u diferencijalnom obliku koji su dali suvremeni autori, Ohm ga zapisuje u konačnim veličinama za posebne slučajeve specifičnih električnih krugova, od kojih je posebno važan termoelektrični krug. Na temelju toga formulira poznate zakone promjene električnog napona duž kruga.

Ali Ohmove teorijske studije također su prošle nezapaženo, a ako je itko pisao o njima, bilo je to samo kako bi ismijao "morbidnu fantaziju, čija je jedina svrha želja da se omalovaži dostojanstvo prirode." A tek deset godina kasnije njegova su briljantna djela postupno počela dobivati ​​dužna priznanja: in

U Njemačkoj su ih cijenili Poggendorff i Fechner, u Rusiji Lenz, u Engleskoj Wheatstone, u Americi Henry, u Italiji Matteucci.

Istodobno s Ohmovim pokusima A. Becquerel izvodi svoje pokuse u Francuskoj, a Barlow u Engleskoj. Pokusi prvog posebno su značajni uvođenjem diferencijalnog galvanometra s okvirom dvostrukog namota i korištenjem metode mjerenja "nula". Barlowljevi pokusi su vrijedni spomena jer su eksperimentalno potvrdili postojanost jakosti struje kroz cijeli krug. Ovaj je zaključak potvrdio i proširio na unutarnju struju baterije Fechner 1831. godine, generalizirao ga je 1851. Rudolf Kohlrausch

(180E--1858) na tekućim vodičima, a zatim još jednom potvrđeno pažljivim eksperimentima Gustava Niedmanna (1826--1899).

5. Električna mjerenja

Becquerel je koristio diferencijalni galvanometar za usporedbu električnih otpora. Na temelju svojih istraživanja formulirao je poznati zakon ovisnosti otpora vodiča o njegovoj duljini i presjeku. Ove je radove nastavio Pouillet i opisao ih je u kasnijim izdanjima svojih slavnih “Elements de

physique experimentale” (“Osnove eksperimentalne fizike”), čije je prvo izdanje izašlo 1827. godine. Otpori su određeni metodom usporedbe.

Već 1825. Marianini je to pokazao u razgranatim lancima električna struja je raspoređena po svim vodičima, bez obzira od kojeg su materijala načinjeni, suprotno Voltinoj izjavi, koji je smatrao da ako jednu granu strujnog kruga čini metalni vodič, a ostatak tekućina, tada mora proći sva struja kroz metalni vodič. Arago i Pouillet popularizirali su Marianinijeva zapažanja u Francuskoj. Ne poznavajući još Ohmov zakon, Pouillet je 1837. godine upotrijebio ta opažanja i Becquerelove zakone kako bi pokazao da je vodljivost kruga jednaka dva

razgranatih krugova jednak je zbroju vodljivosti obaju krugova. Ovim radom Pouillet je postavio temelje proučavanju razgranatih lanaca. Pouillet je za njih uspostavio niz izraza,

koji su još uvijek živi, ​​te neke posebne zakone koje je Kirchhoff generalizirao 1845. u svojim poznatim “principima”.

Najveći poticaj električnim mjerenjima, a posebno mjerenjima otpora, dale su povećane potrebe tehnike, a prvenstveno problemi koji su nastali pojavom električnog telegrafa. Ideja o korištenju električne energije za prijenos signala na daljinu prvi put se pojavila u 18. stoljeću. Volta je opisao telegrafski projekt, a Ampere je još 1820. predložio korištenje elektromagnetskih pojava za prijenos signala. Ampereovu ideju preuzeli su mnogi znanstvenici i tehničari: 1833. godine Gauss i Weber izgradili su jednostavnu telegrafsku liniju u Göttingenu, povezujući astronomski opservatorij i fizikalni laboratorij. Ali praktična primjena Telegraf je dobio zahvaljujući Amerikancu Samuelu Morseu (1791.-1872.), koji je 1832. godine došao na uspješnu ideju o stvaranju telegrafske abecede koja se sastojala od samo dva znaka. Nakon brojnih pokušaja, Morse je konačno uspio privatno izgraditi prvi grubi model telegrafa na Sveučilištu New York 1835. Godine 1839. pokusni

linije između Washingtona i Baltimorea, a 1844. nastala je prva američka tvrtka za komercijalno iskorištavanje novog izuma, koju je organizirao Morse. Bila je to ujedno i prva praktična primjena rezultata znanstvenih istraživanja na području elektroenergetike.

U Engleskoj je Charles Wheatstone (1802.-1875.), bivši majstor za izradu, počeo proučavati i usavršavati telegraf. glazbeni instrumenti. Shvaćanje važnosti

mjerenja otpora, Wheatstone je počeo tražiti najjednostavnije i najtočnije metode za takva mjerenja. Metoda usporedbe u to vrijeme, kao što smo vidjeli, dala je nepouzdane rezultate, uglavnom zbog nedostatka stabilnih izvora napajanja. Wheatstone je već 1840. pronašao način za mjerenje otpora bez obzira na postojanost elektromotorne sile i pokazao svoj uređaj Jacobiju. Međutim, članak u kojem se opisuje ovaj uređaj i koji se s pravom može nazvati prvim radom na području elektrotehnike, pojavio se tek 1843. godine. Ovaj članak opisuje poznati "most", tada nazvan po Wheatstoneu. Zapravo, takav uređaj je opisan -

još 1833. Gunther Christie i samostalno 1840. Marianini; Obojica su predložili metodu redukcije na nulu, ali su njihova teorijska objašnjenja, koja nisu uzimala u obzir Ohmov zakon, ostavljala mnogo toga za poželjeti.

Wheatstone je bio Ohmov obožavatelj i vrlo je dobro poznavao njegov zakon, tako da se njegova teorija o "Wheatstoneovom mostu" ne razlikuje od onoga što se sada daje u udžbenicima. Osim toga, Wheatstone je, kako bi brzo i prikladno promijenio otpor jedne strane mosta kako bi dobio nultu struju u galvanometru uključenom u dijagonalni krak mosta, dizajnirao tri vrste reostata (samu riječ predložio je on

analogija s “reoforom” koji je uveo Ampere, po ugledu na koji je Peclet također uveo pojam “reometar”). Prvi tip reostata s pomičnim nosačem, koji se i danas koristi, stvorio je Wheatstone po analogiji sa sličnim uređajem koji je koristio Jacobi 1841. Drugi tip reostata imao je oblik drvenog cilindra, oko kojeg je bila omotana dio žice spojene na strujni krug, koji se lako premotao iz drvenog cilindra u broncu. Treći tip reostata bio je sličan "spremniku otpora" koji je Ernst

Werner Siemens (1816-1892), znanstvenik i industrijalac, poboljšan i široko rasprostranjen 1860. "Wheatstoneov most" omogućio je mjerenje elektromotornih sila i otpora.

Stvaranje podvodnog telegrafa, možda čak i više od zračnog, zahtijevalo je razvoj električnih mjernih metoda. Pokusi s podvodnim telegrafima započeli su još 1837. godine, a jedan od prvih problema koji je trebalo riješiti bilo je određivanje brzine prostiranja struje. Davne 1834. Wheatstone je pomoću rotirajućih zrcala, koja smo već spomenuli u pogl. 8, napravio je prva mjerenja ove brzine, ali su njegovi rezultati bili u suprotnosti s rezultatima Latimera Clarka, a potonji, pak, nisu odgovarali kasnijim studijama drugih znanstvenika.

Godine 1855. William Thomson (koji je kasnije dobio titulu lord Kelvin) objasnio je razlog svih ovih razlika. Prema Thomsonu, brzina struje u vodiču nema određenu vrijednost. Kao što brzina širenja topline u štapu ovisi o materijalu, tako i brzina struje u vodiču ovisi o umnošku njegovog otpora i električnog kapaciteta. Slijedeći ovu svoju teoriju, koja je u njegovo vrijeme

bio izložen žestokim kritikama, Thomson se pozabavio problemima vezanim uz podvodnu telegrafiju.

Prvi transatlantski kabel koji povezuje Englesku i Ameriku radio je oko mjesec dana, ali se onda pokvario. Thomson je proračunao novi kabel, izvršio brojna mjerenja otpora i kapacitivnosti, te došao do novih odašiljačkih uređaja, od kojih treba spomenuti astatički reflektivni galvanometar, zamijenjen "sifonskim snimačem" vlastitog izuma. Konačno, 1866. godine, novi transatlantski kabel uspješno je pušten u rad. Stvaranje ove prve velike elektrotehničke građevine pratio je razvoj sustava jedinica električnih i magnetskih mjerenja.

Osnove elektromagnetske metrike postavio je Carl Friedrich Gauss (1777--1855) u svom poznatom članku "Intensitas vis magneticae terrestris ad mensuram absolutam revocata" ("Veličina sile zemaljskog magnetizma u apsolutnim mjerama"), objavljenom 1832. Gauss je primijetio da se različite magnetske mjerne jedinice ne mogu usporediti

sam, barem većim dijelom, te je stoga predložio sustav apsolutnih jedinica temeljen na tri osnovne jedinice mehanike: sekunda (jedinica za vrijeme), milimetar (jedinica za duljinu) i miligram (jedinica za masu). Kroz njih je izrazio sve ostalo fizičke jedinice i izumio niz mjernih instrumenata, posebice magnetometar za mjerenje zemaljskog magnetizma u apsolutnim jedinicama. Gaussov rad nastavio je Weber, koji je izgradio mnoge vlastite instrumente i instrumente koje je Gauss zamislio. Postupno, posebno zahvaljujući radu Maxwella, provedenom u posebnoj komisiji za mjerenja koju je stvorilo British Association, koja je izdavala godišnja izvješća od 1861. do 1867., pojavila se ideja za stvaranjem objedinjeni sustavi mjere, posebno sustav elektromagnetskih i elektrostatičkih mjera.

Ideja o stvaranju takvih apsolutnih sustava jedinica detaljno je opisana u povijesnom izvješću iz 1873. godine od strane druge komisije Britanske udruge. Sazvan u Parizu 1881. godine, Međunarodni kongres je po prvi put uspostavio međunarodne mjerne jedinice, dajući svakoj od njih ime u čast nekog velikog fizičara. Većina ovih naziva još uvijek ostaje: volt, ohm, amper, joule itd. Poslije

mnogo zaokreta, Međunarodni Georgiejev sustav, ili MKSQ, uveden je 1935. godine, koji kao osnovne jedinice uzima metar, kilogram-masu, sekundu i ohm.

Uz "sustave" jedinica povezane su "dimenzijske formule", koje je prvi upotrijebio Fourier u svojoj analitičkoj teoriji topline (1822.), a proširio Maxwell, koji je uspostavio notaciju koja se u njima koristi. Mjeriteljstvo prošlog stoljeća, temeljeno na želji da se svi fenomeni objasne mehaničkim modelima, dalo je velika vrijednost formule dimenzija, u kojima je htjela vidjeti ni više ni manje kao ključ tajni prirode. Istodobno je iznijet niz izjava gotovo dogmatske naravi. Tako je bila gotovo obvezna dogma da moraju postojati tri osnovne veličine. Ali do kraja stoljeća počeli su shvaćati da su dimenzionalne formule čisto konvencionalne, zbog čega je interes za dimenzionalne teorije počeo postupno opadati.

Zaključak

Profesor fizike na Sveučilištu u Münchenu E. Lommel dobro je govorio o značaju Ohmovih istraživanja na otvaranju spomenika znanstveniku 1895. godine:

"Ohmovo otkriće bilo je sjajna baklja koja je osvijetlila područje elektriciteta koje je prije bilo obavijeno tamom. Ohm je pokazao jedini ispravan put kroz neprohodnu šumu nedokučivih činjenica. Izvanredni uspjesi u razvoju elektrotehnike, koje smo Zapaženo s čuđenjem u posljednjim desetljećima, moglo se postići samo na temelju Ohmovog otkrića. Samo on je u stanju dominirati i kontrolirati sile prirode koji mogu razotkriti zakone prirode, Ohm je oteo prirodi tajnu koju je tako dugo skrivala. i predao ga svojim suvremenicima.”

Popis korištenih izvora

Dorfman Ya. Svjetska povijest fizičari. M., 1979 Ohm G. Određivanje zakona prema kojem metali provode kontaktni elektricitet. - U knjizi: Klasici fizička znanost. M., 1989

Enciklopedija Sto ljudi. Koja je promijenila svijet. Ohm.

Prokhorov A. M. Fizički enciklopedijski rječnik, M., 1983

Orir J. Fizika, tom 2. M., 1981

Giancoli D. Fizika, tom 2. M., 1989

http://www.portal-slovo.ru/

http://www.polarcom.ru/~vvtsv/s_doc9c.html)

Objavljeno na Allbest.ru

Slični dokumenti

    Priča o otkriću Isaaca Newtona o "Zakonu univerzalna gravitacija", događaji koji su prethodili ovom otkriću. Bit i granice primjene zakona. Formulacija Keplerovih zakona i njihova primjena na kretanje planeta, njihovih prirodnih i umjetnih satelita.

    prezentacija, dodano 25.07.2010

    Proučavanje gibanja tijela pod utjecajem stalne sile. Jednadžba harmonijskog oscilatora. Opis titranja matematičkog njihala. Kretanje planeta oko Sunca. Rješavanje diferencijalne jednadžbe. Primjena Keplerova zakona, drugi Newtonov zakon.

    sažetak, dodan 24.08.2015

    Povijest otkrića zakona univerzalne gravitacije. Johannes Kepler kao jedan od otkrivača zakona planetarnog gibanja oko Sunca. Bit i značajke Cavendisheva eksperimenta. Analiza teorije sile međusobnog privlačenja. Osnovne granice primjenjivosti prava.

    prezentacija, dodano 29.03.2011

    Proučavanje "Arhimedovog zakona", provođenje pokusa za određivanje Arhimedove sile. Izvođenje formula za određivanje mase istisnute tekućine i izračunavanje gustoće. Primjena "Arhimedovog zakona" za tekućine i plinove. Metodološki razvoj lekcija na ovu temu.

    bilješke za lekciju, dodano 27.09.2010

    Biografski podaci o Newtonu - velikom engleskom fizičaru, matematičaru i astronomu, njegova djela. Istraživanja i otkrića znanstvenika, eksperimenti u optici i teoriji boja. Newtonov prvi izvod brzine zvuka u plinu, temeljen na Boyle-Mariotteovom zakonu.

    prezentacija, dodano 26.08.2015

    Proučavanje uzroka magnetske anomalije. Metode određivanja horizontalne komponente napetosti magnetsko polje Zemlja. Primjena Biot-Savart-Laplaceovog zakona. Utvrđivanje razloga skretanja strelice nakon primjene napona na svitak tangentno-galvanometra.

    test, dodan 25.06.2015

    Opis osnovnih Newtonovih zakona. Značajke prvog zakona o očuvanju stanja mirovanja ili jednolikog gibanja tijela pod kompenziranim djelovanjem drugih tijela na njega. Načela zakona ubrzanja tijela. Značajke inercijalnih referentnih sustava.

    prezentacija, dodano 16.12.2014

    Keplerovi zakoni gibanja planeta, njihov kratak opis. Povijest otkrića Zakona univerzalne gravitacije I. Newtona. Pokušaji stvaranja modela svemira. Gibanje tijela pod utjecajem sile teže. Gravitacijske sile atrakcija. Umjetni sateliti Zemlja.

    sažetak, dodan 25.07.2010

    Provjera valjanosti odnosa kod paralelnog spajanja otpornika i prvog Kirchhoffovog zakona. Značajke impedancije prijemnika. Metoda proračuna napona i struje za različite spojeve. Bit Ohmovog zakona za dionicu i za cijeli krug.

    laboratorijski rad, dodano 01.12.2010

    Temeljne interakcije u prirodi. Međudjelovanje električnih naboja. Svojstva električni naboj. Zakon održanja električnog naboja. Formulacija Coulombova zakona. Vektorski oblik i fizikalno značenje Coulombova zakona. Princip superpozicije.

Ohmov zakon. Povijest otkrića. Različite vrste Ohmovog zakona.

1. Opći pogled na Ohmov zakon.

2. Povijest otkrića Ohmovog zakona, kratka biografija znanstvenika.

3. Vrste Ohmovih zakona.

Ohmov zakon utvrđuje odnos između jakosti struje I u vodiču i potencijalne razlike (napona) U između dviju fiksnih točaka (odsječaka) ovog vodiča:

Koeficijent proporcionalnosti R, koji ovisi o geometrijskim i električnim svojstvima vodiča i o temperaturi, naziva se omski otpor ili jednostavno otpor određenog dijela vodiča. Ohmov zakon otkriven je 1826. fizičar G. Ohm.

Georg Simon Ohm rođen je 16. ožujka 1787. u Erlangenu, u obitelji nasljednog mehaničara. Nakon što je završio školu, Georg je ušao u gradsku gimnaziju. Gimnaziju u Erlangenu nadziralo je sveučilište. Nastavu u gimnaziji izvodila su četiri profesora. Georg je, nakon što je završio srednju školu, u proljeće 1805. započeo studij matematike, fizike i filozofije na Filozofskom fakultetu Sveučilišta u Erlangenu.

Nakon studija od tri semestra, prihvatio je poziv da preuzme mjesto profesora matematike u jednoj privatnoj školi u švicarskom gradu Gottstadtu.

Godine 1811. vratio se u Erlangen, diplomirao na sveučilištu i doktorirao. Odmah po završetku sveučilišta ponuđeno mu je mjesto privatnog docenta na odjelu za matematiku istog sveučilišta.

Godine 1812. Ohm je imenovan učiteljem matematike i fizike u školi u Bambergu. Godine 1817. objavio je svoj prvi tiskani rad o metodama nastave, “Najoptimalniji izbor za poučavanje geometrije u pripremnoj nastavi”. Om je počeo istraživati ​​elektricitet. Ohm je svoj električni mjerni instrument temeljio na dizajnu Coulombovih torzijskih vaga. Ohm je rezultate svojih istraživanja predstavio u obliku članka pod naslovom “Preliminarno izvješće o zakonu prema kojem metali provode kontaktni elektricitet”. Članak je objavljen 1825. godine u Journal of Physics and Chemistry, čiji je izdavač bio Schweigger. Međutim, izraz koji je pronašao i objavio Ohm pokazao se netočnim, što je bio jedan od razloga njegovog dugogodišnjeg nepriznavanja. Nakon što je poduzeo sve mjere opreza i unaprijed eliminirao sve moguće izvore pogreške, Om je započeo nova mjerenja.

Pojavljuje se njegov poznati članak “Definicija zakona prema kojem metali provode kontaktni elektricitet, zajedno s nacrtom teorije voltaičnog aparata i Schweiggerovog množitelja”, objavljen 1826. u časopisu za fiziku i kemiju.

U svibnju 1827. “Teoretske studije električnih krugova” svezak od 245 stranica, koji je sadržavao Ohmovo sada teorijsko razmišljanje o električnim krugovima. U ovom radu, znanstvenik je predložio karakterizaciju električnih svojstava vodiča njegovim otporom i uveo ovaj izraz u znanstvenu upotrebu. Ohm je pronašao jednostavniju formulu za zakon o dijelu električnog kruga koji ne sadrži EMF: “Jačina struje u galvanskom krugu izravno je proporcionalna zbroju svih napona i obrnuto proporcionalna zbroju reduciranih duljina. . U ovom slučaju, ukupna reducirana duljina definirana je kao zbroj svih pojedinačnih reduciranih duljina za homogene presjeke različite vodljivosti i različitog poprečnog presjeka."

Godine 1829. pojavio se njegov članak "Eksperimentalna studija o radu elektromagnetskog množitelja", u kojem su postavljeni temelji teorije električnih mjernih instrumenata. Ovdje je Ohm predložio jedinicu otpora, za koju je odabrao otpor bakrene žice dugačke 1 stopu i presjeka od 1 kvadratne linije.

Godine 1830. pojavila se Ohmova nova studija, “Pokušaj stvaranja približne teorije unipolarne vodljivosti”.

Tek je 1841. Ohmovo djelo prevedeno na engleski, 1847. na talijanski, a 1860. na francuski jezik.

Dana 16. veljače 1833., sedam godina nakon objavljivanja članka u kojem je objavljeno njegovo otkriće, Ohmu je ponuđeno mjesto profesora fizike na novoorganiziranoj Politehničkoj školi u Nürnbergu. Znanstvenik započinje istraživanja u području akustike. Ohm je rezultate svojih akustičkih istraživanja formulirao u obliku zakona, koji je kasnije postao poznat kao Ohmov akustički zakon.

Ruski fizičari Lenz i Jacobi prvi su među stranim znanstvenicima prepoznali Ohmov zakon. Pomogli su i njegovom međunarodnom priznanju. Uz sudjelovanje ruskih fizičara, 5. svibnja 1842. Kraljevsko društvo u Londonu dodijelilo je Ohmu zlatnu medalju i izabralo ga za člana.

Godine 1845. izabran je za redovitog člana Bavarske akademije znanosti. Godine 1849. znanstvenik je pozvan na Sveučilište u Münchenu na mjesto izvanrednog profesora. Iste godine imenovan je čuvarom Državne zbirke fizikalnih i matematičkih instrumenata, a istodobno je držao predavanja iz fizike i matematike. Godine 1852. Ohm je dobio mjesto redovnog profesora. Ohm je umro 6. srpnja 1854. Godine 1881., na kongresu elektrotehnike u Parizu, znanstvenici su jednoglasno odobrili naziv jedinice otpora - 1 Ohm.

U općem slučaju, odnos između I i U je nelinearan, ali u praksi ga je uvijek moguće smatrati linearnim u određenom području napona i primijeniti Ohmov zakon; za metale i njihove legure ovaj raspon je praktički neograničen.

Ohmov zakon u obliku (1) vrijedi za dijelove strujnog kruga koji ne sadrže izvore emf. U prisutnosti takvih izvora (baterije, termoelementi, generatori itd.), Ohmov zakon ima oblik:

gdje je emf svih izvora uključenih u dio kruga koji se razmatra. Za zatvoreni krug, Ohmov zakon ima oblik:

gdje je ukupni otpor kruga, jednak zbroju vanjskog otpora r i unutarnjeg otpora izvora EMF. Generalizacija Ohmovog zakona na slučaj razgranatog lanca je Kirchhoffovo pravilo 2.

Ohmov zakon može se napisati u diferencijalnom obliku, povezujući gustoću struje j u svakoj točki vodiča s ukupnom jakošću električnog polja. Potencijal. Električno polje intenziteta E, stvoreno u vodičima mikroskopskim nabojima (elektronima, ionima) samih vodiča, ne može podržati stacionarno kretanje slobodnih naboja (struja), budući da je rad ovog polja na zatvorenom putu jednak nuli. Struju podupiru neelektrostatičke sile različitog podrijetla (indukcijske, kemijske, toplinske i dr.), koje djeluju u izvorima EMP i koje se mogu prikazati u obliku nekog ekvivalentnog nepotencijalnog polja intenziteta E ST, tzv. vanjsko. Ukupna jakost polja koja djeluje na naboje unutar vodiča općenito je jednaka E + E ST. Prema tome, Ohmov diferencijalni zakon ima oblik:

gdje je njegova specifična električna vodljivost.

Ohmov zakon u kompleksnom obliku vrijedi i za sinusne kvazistacionarne struje:

gdje je z ukupni kompleksni otpor: , r je aktivni otpor, a x je reaktancija kruga. Ako u krugu postoji induktivitet L i kapacitet C kvazistacionarna struja frekvencije

Postoji nekoliko vrsta Ohmovog zakona.

Ohmov zakon za homogeni dio kruga (koji ne sadrži izvor struje): jakost struje u vodiču izravno je proporcionalna primijenjenom naponu i obrnuto proporcionalna otporu vodiča:

Ohmov zakon za zatvoreni krug: struja u zatvorenom krugu jednaka je omjeru EMF izvor struje prema ukupnom otporu cijelog kruga:

gdje je R otpor vanjskog kruga, r unutarnji otpor izvora struje.

SHAPE * MERGEFORMAT

Ohmov zakon za nejednolik dio strujnog kruga (dio strujnog kruga s izvorom struje):

SHAPE * MERGEFORMAT

gdje je razlika potencijala na krajevima dionice kruga, je EMF izvora struje koji ulazi u dionicu.

Sposobnost tvari da provodi struju karakterizira njezin otpor ili vodljivost

gdje je otpornost na 0°C, t je temperatura na Celzijevoj ljestvici, a koeficijent numerički jednak približno 1/273. Prelazeći na apsolutnu temperaturu, dobivamo

Pri niskim temperaturama opažaju se odstupanja od ovog obrasca. U većini slučajeva T ovisnost slijedi krivulju 1 na slici.

Veličina zaostalog otpora jako ovisi o čistoći materijala i prisutnosti zaostalih mehaničkih naprezanja u uzorku. Stoga se nakon žarenja primjetno smanjuje. Apsolutno čisti metal sa savršeno pravilnom kristalnom rešetkom na apsolutnoj nuli.

Za veliku skupinu metala i legura, na temperaturi reda nekoliko Kelvinovih stupnjeva, otpor naglo nestaje (krivulja 2 na slici). Ovaj fenomen, nazvan supravodljivost, prvi je otkrio 1911. Kamerling-Onnes za živu. Kasnije je supravodljivost otkrivena u olovu, kositru, cinku, aluminiju i drugim metalima, kao iu nizu legura. Svaki supravodič ima svoju kritičnu temperaturu Tc, pri kojoj prelazi u supravodljivo stanje. Kada se supravodič izloži magnetskom polju, stanje supravodljivosti se prekida. Veličina kritičnog polja HK, koje uništava supravodljivost, jednaka je nuli pri T = Tk i raste s padom temperature.

Cjelovito teoretsko objašnjenje supravodljivosti dao je 1958. godine sovjetski fizičar N. N. Bogoljubov i njegovi suradnici.

Ovisnost električnog otpora o temperaturi osnova je otpornih termometara. Ovaj termometar je metalna (obično platinasta) žica namotana na okvir od porculana ili tinjca. Otporni termometar kalibriran na konstantnim temperaturnim točkama omogućuje vam mjerenje niskih i visokih temperatura s točnošću od nekoliko stotinki stupnja.


Popis korištene literature:

Prokhorov A. M. Fizički enciklopedijski rječnik, M., 1983.

Dorfman Ya. Svjetska povijest fizike. M., 1979
Ohm G. Određivanje zakona po kojem metali provode kontaktni elektricitet. – U knjizi: Klasici fizikalne znanosti. M., 1989

Rogers E. Fizika za znatiželjne, sv. 3. M., 1971
Orir J. Fizika, sv. 2. M., 1981
Giancoli D. Fizika, sv. 2. M., 1989

Apstraktni Ohmov zakon. Povijest otkrića. Različite vrste Ohmovog zakona.

Ohmov zakon

Sadržaj. 1. Opći pogled na Ohmov zakon.

2. Povijest otkrića Ohmovog zakona, kratka biografija znanstvenika.- 3. Vrste Ohmovih zakona.- Ohmov zakon uspostavlja odnos- to je sila otpora medija njihovom kretanju, koju elektroni ili voda moraju svladati, uslijed čega se vrši rad i oslobađa toplina. To je upravo model koji je Georg Ohm zamislio 1820-ih kada je počeo istraživati ​​prirodu onoga što se događa u električnim krugovima.

U vodovodnoj cijevi je situacija takva da što je veći tlak vode, to se relativno veći udio energije troši na svladavanje otpora u cijevima, jer se u njima povećava turbulencija strujanja. Ohm je pošao od toga kad je krenuo s eksperimentima za mjerenje ovisnosti struje o naponu. I vrlo brzo postalo je jasno da se ništa slično ne događa u električnim vodičima: otpor tvari prema električnoj struji uopće ne ovisi o primijenjenom naponu. Ovo je, u biti, Ohmov zakon, koji je (za poseban dio strujnog kruga) napisan vrlo jednostavno:

U = IR

gdje U - napon primijenjen na dio kruga, I je jakost struje, a R je električni otpor dijela kruga.

Danas razumijemo da je električna vodljivost posljedica kretanja slobodnih elektrona i otpora- sudar tih elektrona s atomima kristalne rešetke (vidi. Elektronička teorija provodljivost). Pri svakom takvom sudaru dio energije slobodnog elektrona prenosi se na atom koji, uslijed toga, počinje intenzivnije titrati, a kao posljedicu uočavamo zagrijavanje vodiča pod utjecajem električne struje. Povećanje napona u krugu ni na koji način ne utječe na udio takvih toplinskih gubitaka, a omjer napona i električne struje ostaje konstantan.

Međutim, kada je Georg Ohm eksperimentalno otkrio svoj zakon, atomska teorija strukture materije bila je u povojima, a do otkrića elektrona ostalo je nekoliko desetljeća. Stoga je za njega formula U = IR bila čisto eksperimentalni rezultat. Danas imamo prilično tanak i, u isto vrijeme, složena teorija električnu vodljivost i razumjeti taj Ohmov zakon u izvornom obliku- samo gruba procjena. Međutim, to nas ne sprječava da ga uspješno koristimo za proračun najsloženijih električnih krugova koji se koriste u industriji i svakodnevnom životu. SI jedinica za električni otpor nazvana je Ohm u čast ovog eminentnog znanstvenika.

Georg Simon OM

Georg Simon Ohm, 1789. – 1854

njemački fizičar. Rođen u Erlangenu 1789. (prema drugim izvorima- godine 1787). Diplomirao na lokalnom sveučilištu. Predavao je matematiku i prirodne znanosti. Priznanje u akademskim krugovima dobio je dosta kasno, tek 1849. postaje profesor na Sveučilištu u Münchenu, iako je već 1827. objavio zakon koji danas nosi njegovo ime. Osim elektrike, bavio se akustikom i proučavanjem ljudskog sluha.

Reference

Za pripremu ovog rada korišteni su materijali sa stranice http://elementy.ru/

Slajd 2

Biografija Georga Ohma Povijest zakona Izjava ZAKONA Grafikon struje u odnosu na napon Ovisnost struje u odnosu na otpor Ohmov zakon u integralnom obliku Ohmov zakon za dio kruga Ohmov zakon u diferencijalnom obliku Ohmov zakon za izmjeničnu struju Zaključak Sadržaj

Slajd 3

Rođen u Erlangeru, u obitelji siromašnog mehaničara. Georgova majka, Maria Elizabeth, umrla je pri porodu kada je dječaku bilo deset godina. Njegov otac, Johann Wolfgang, vrlo razvijen i obrazovan čovjek, usadio je svome sinu ljubav prema matematici i fizici od djetinjstva i smjestio ga u gimnaziju koju je nadziralo sveučilište; po završetku tečaja 1806. Ohmov najpoznatiji rad odnosio se na prolazak električne struje i doveo do poznatog "Ohmovog zakona" koji povezuje otpor kruga galvanska struja, elektromotorna sila i struja u njoj, te osnova cjelokupnog suvremenog učenja o elektricitetu.

Slajd 4

Georg Ohm, provodeći pokuse s vodičem, utvrdio je da je jakost struje I u vodiču proporcionalna naponu U na njegovim krajevima: ili Koeficijent proporcionalnosti naziva se električna vodljivost, a veličina se obično naziva električni otpor dirigent. Ohmov zakon otkriven je 1827. Povijest Ohmovog zakona

Slajd 5

Ohmov zakon je fizički zakon, koji definira odnos između napona, struje i otpora vodiča u električnom krugu. Ime je dobio po svom pronalazaču Georgu Ohmu. Bit zakona je jednostavna: jakost struje u dijelu kruga izravno je proporcionalna naponu na krajevima tog dijela i obrnuto proporcionalna njegovom otporu I~U, I~

Slajd 6

Grafikon struje prema naponu

Jačina struje je proporcionalna naponu I~U Grafikon – linearna ovisnost I, A U, V 2 4 8 5 10 20 0

Slajd 7

Ovisnost struje o otporu

Jakost struje je obrnuto proporcionalna otporu Grafikon – grana hiperbole I, A R, Ohm 0 3 2 1 1 2 5

Slajd 8

Ohmov zakon u integralnom obliku Dijagram koji će vam pomoći da zapamtite Ohmov zakon. Potrebno je zatvoriti željenu vrijednost, a dva druga simbola dat će formulu za izračun Ohmov zakon za dio električnog kruga ima oblik: U = RI gdje je: U - napon I - jakost struje, R - otpor.

Slajd 9

Čarobni trokut: I U R I=U/R R=U/I U=IR Ohmov zakon za dio kruga

Slajd 10

Ako krug sadrži ne samo aktivne, već i reaktivne komponente, a struja je sinusna s cikličkom frekvencijom ω, tada je Ohmov zakon generaliziran; veličine uključene u njega postaju složene: gdje je: U - razlika napona ili potencijala, I - jakost struje, Z - kompleksni otpor (impedancija), R - ukupni otpor, Rr - reaktancija (razlika između induktivnog i kapacitivnog), Ra - aktivni ( ohmic) otpor, neovisno o frekvenciji, δ - fazni pomak između napona i struje. Ohmov zakon za izmjeničnu struju

Ohmov zakon za homogeni dio električnog kruga čini se prilično jednostavnim: jakost struje u homogenom dijelu kruga izravno je proporcionalna naponu na krajevima ovog odjeljka i obrnuto proporcionalna njegovom otporu:

ja =U/R,

Gdje ja— jakost struje u dijelu kruga; U— napon u ovom području; R— otpornost područja.

Nakon poznatih pokusa Oersteda, Amperea, Faradaya, postavilo se pitanje: kako struja ovisi o vrsti i karakteristikama izvora struje, o prirodi i karakteristikama vodiča u kojem struja postoji. Pokušaji uspostavljanja takvog odnosa bili su uspješni tek 1826.-1827. Njemački fizičar, učitelj matematike i fizike Georg Simon Omu(1787-1854). Razvio je instalaciju u kojoj je bilo moguće u velikoj mjeri eliminirati vanjske utjecaje na izvor struje, proučavane vodiče itd. Također treba imati na umu: za mnoge tvari koje provode električnu struju, Ohmov zakon uopće se ne izvode (poluvodiči, elektroliti). Metalni vodiči povećavaju svoj otpor kada se zagrijavaju.

Ohm (Ohm) Georg Simon(1787-1854) - njemački fizičar, učitelj matematike i fizike, dopisni član Berlinske akademije znanosti (1839). Od 1833. profesor i od 1839. rektor Visoke politehničke škole u Nürnbergu, 1849.-1852. - profesor na Sveučilištu u Münchenu. Otkrio je po njemu nazvane zakone za homogenu dionicu strujnog kruga i za cijeli strujni krug, uveo pojam elektromotorne sile, pada napona i električne vodljivosti. Godine 1830. napravio je prva mjerenja elektromotorne sile izvora struje.

U Formula Ohmovog zakona za homogeni dio strujnog kruga uključen je napon U, koji se mjeri radom izvršenim pri prijenosu naboja na jednu jedinicu u određenom dijelu kruga:

U =A/q,

Gdje A- rad u džulima (J), naboj q- u kulonima (C), i napon U- u voltima (V).

Iz formule za Ohmov zakon možete jednostavno odrediti vrijednost otpora za dio kruga:

R=U/ja

Ako se napon odredi u voltima, a struja u amperima, tada se vrijednost otpora dobiva u ohmima (Ohm):

U praksi se za mjerenje otpora često koriste manje ili veće jedinice: miliohm (1mOhm = 10 Ohm), kiloom (1kOhm = 103 Ohm), megaom (1Mohm = 106 Ohm) itd. Materijal sa stranice

Ohmov zakon za homogeni dio kruga može se izraziti kroz gustoću struje i jakost električnog polja u njemu. Zapravo, s jedne strane, ja =jS, a s druge strane - ja = (φ 1 - φ 2) / R = -Δφ / R. Ako imamo homogeni vodič, tada će jakost električnog polja u njemu biti ista i jednaka E=-Δφ / l. Umjesto R zamijeniti njegovu vrijednost ρ . l/S i dobivamo:

j = -Δφ / ρ l = (-1 /ρ) . (Δφ / l) = (1 /ρ) . E=σ E.

S obzirom da gustoća struje j̅ i jakost polja E̅ — vektorskih veličina, imamo Ohmov zakon u najopćenitijem obliku:

j =σ͞ E.

ovo - jedna od najvažnijih jednadžbi elektrodinamika, vrijedi u bilo kojoj točki električnog polja.

Na ovoj stranici nalazi se materijal o sljedećim temama:

  • Ohmov zakon za kompletan kratki sažetak kruga

  • Ohmov zakon za dio sažetka kruga

  • Varalka "Ohmov zakon za homogeni dio linearnog kruga"

  • Ohmov zakon za predavanje o strujnom krugu

  • Odaberite Ohmov zakon za odjeljak CKPI

Pitanja o ovom materijalu:

  • Koje električne veličine i kako su objedinjene Ohmovim zakonom za homogenu dionicu kruga?

  • Što je električni napon?

  • Kako se određuje otpor vodiča?

  • Kako se za svaku točku vodiča s strujom formulira Ohmov zakon koji kombinira sljedeće električne veličine: gustoću struje, otpor ili električnu vodljivost tvari vodiča i jakost električnog polja u određenoj točki vodiča?