Ohm kanunu basit kelimelerle. Tam bir elektrik devresi için Ohm yasası

Doğada, iletken ve iletken olmayan (dielektrikler) olmak üzere iki ana malzeme türü vardır. Bu malzemeler, içlerinde elektrik akımının (elektronların) hareketi için koşulların varlığında farklılık gösterir.

Elektrik iletkenleri iletken malzemelerden (bakır, alüminyum, grafit ve diğerleri) yapılır, içlerindeki elektronlar bağlı değildir ve serbestçe hareket edebilir.

Dielektriklerde elektronlar atomlara sıkıca bağlıdır, bu nedenle içlerinde akım akamaz. Teller, elektrikli ev aletlerinin parçaları için yalıtım yaparlar.

Elektronların iletken içinde hareket etmeye başlaması için (akım devrenin bölümünden geçer), koşullar yaratmaları gerekir. Bunu yapmak için, zincir bölümünün başında ve sonunda - bir eksiklik - fazla elektron olmalıdır. Bu tür koşulları oluşturmak için voltaj kaynakları kullanılır - akümülatörler, piller, enerji santralleri.

1827'de Georg Simon Ohm elektrik akımı yasasını keşfetti. Adı, Yasa'ya ve direncin büyüklüğünün ölçü birimine verildi. Kanunun anlamı aşağıdaki gibidir.

Boru ne kadar kalınsa ve su kaynağındaki suyun basıncı ne kadar büyükse (borunun çapı arttıkça suya karşı direnç azalır), su o kadar fazla akacaktır. Suyun elektron (elektrik akımı) olduğunu hayal edersek, tel ne kadar kalınsa ve voltaj ne kadar büyükse (telin kesitinde bir artışla, akıma karşı direnç azalır), akım o kadar fazla akacaktır. devre bölümü.

Bir elektrik devresinden geçen akımın gücü, uygulanan voltaj ile doğru orantılı ve devrenin direnç değeri ile ters orantılıdır.

Nereye ben- amper cinsinden ölçülen ve harfle gösterilen akım gücü A; sen V; r- direnç, ohm cinsinden ölçülür ve gösterilir Ohm.

Besleme gerilimi biliniyorsa sen ve cihazın direnci r, daha sonra yukarıdaki formülü kullanarak, çevrimiçi bir hesap makinesi kullanarak devreden akan akımın gücünü belirlemek kolaydır. ben.

Ohm kanunu kullanılarak, kabloların, ısıtma elemanlarının, bilgisayar, TV veya cep telefonu gibi modern elektronik cihazların tüm radyo elemanlarının elektriksel parametreleri hesaplanır.

Ohm Yasasının Pratikte Uygulanması

Pratikte, genellikle amper değil belirlemek gerekir. ben ve direnç değeri r... Ohm Yasası formülünü dönüştürerek direnç değerini hesaplayabilirsiniz. r akan akımı bilmek ben ve voltaj değeri sen.

Örneğin bilgisayarın güç kaynağını test etmek için bir yük bloğu imalatında direnç değerinin hesaplanması gerekebilir. Bilgisayarın güç kaynağı ünitesinin kasasında genellikle her voltaj için maksimum yük akımını listeleyen bir plaka bulunur. Gerilim değerlerini ve maksimum yük akımını hesap alanlarına girmek yeterlidir ve hesaplama sonucunda verilen bir gerilim için yük direnci değerini elde ederiz. Örneğin, maksimum 20 A akıma sahip +5 V'luk bir voltaj için yük direnci 0,25 Ohm olacaktır.

Joule-Lenz Yasası Formülü

Bilgisayarın güç kaynağı için bir yük birimi yapmak için direncin boyutunu hesapladık, ancak yine de hangi direncin güçlü olması gerektiğini belirlememiz gerekiyor? Burada, birbirinden bağımsız olarak iki fizikçi tarafından aynı anda keşfedilen başka bir fizik yasası yardımcı olacaktır. 1841'de James Joule ve 1842'de Emil Lenz. Bu yasa onların adını aldı - Joule-Lenz yasası.

Bir yükün güç tüketimi, uygulanan voltaj ve akan akım ile doğru orantılıdır. Yani voltaj ve akım değeri değiştiğinde güç tüketimi de orantılı olarak değişecektir.

nerede P- güç, watt cinsinden ölçülür ve gösterilir W; sen- volt olarak ölçülen ve harfle gösterilen voltaj V; ben- amper cinsinden ölçülen ve harfle gösterilen akım gücü A.

Elektrikli cihazın besleme voltajını ve tükettiği akımı bilerek, ne kadar güç tükettiğini belirlemek için formülü kullanabilirsiniz. Verilen çevrimiçi hesap makinesinin altındaki kutulara verileri girmeniz yeterlidir.

Joule-Lenz yasası ayrıca, güç ve besleme voltajını bilerek bir elektrikli cihazın tükettiği akımı bulmanızı sağlar. Tüketilen akım miktarı, örneğin elektrik kablolarını döşerken telin kesitini seçmek veya derecelendirmeyi hesaplamak için gereklidir.

Örneğin, bir çamaşır makinesinin mevcut tüketimini hesaplayalım. Pasaporta göre, güç tüketimi 2200 W, ev güç kaynağındaki voltaj 220 V. Hesap pencerelerindeki verileri değiştiriyoruz, çamaşır makinesinin 10 A akım tükettiğini görüyoruz.

Başka bir örnek, arabanıza ek bir far veya ses yükseltici takmaya karar verdiniz. Kurulu elektrikli cihazın güç tüketimini bilerek, mevcut tüketimi hesaplamak ve otomobilin kablolarına bağlantı için doğru kablo kesitini seçmek kolaydır. Farz edelim ki ek far 100 W tüketiyor (fara takılan ampulün gücü), arabanın şebekesinin araç içi voltajı 12 V. Hesap pencerelerinde güç ve voltaj değerlerini değiştiriyoruz, bunu elde ediyoruz. akım tüketimi 8,33 A olacaktır.

Sadece iki basit formülü anladıktan sonra, kablolardan akan akımları, herhangi bir elektrikli cihazın güç tüketimini kolayca hesaplayabilirsiniz - elektrik mühendisliğinin temellerini pratik olarak anlamaya başlayacaksınız.

Dönüştürülmüş Ohm Yasası ve Joule-Lenz Yasası Formülleri

İnternette, Ohm Yasası ve Joule-Lenz yasası formüllerinin ve formüllerin matematiksel dönüşümünün varyantlarının iyi yerleştirildiği yuvarlak bir plaka şeklinde bir resimle tanıştım. Plaka birbiriyle ilgisiz dört sektörü temsil eder ve pratik kullanım için çok uygundur.

Tablodan, bilinen iki tane daha kullanarak bir elektrik devresinin gerekli parametresini hesaplamak için bir formül seçmek kolaydır. Örneğin, besleme şebekesinin bilinen güç ve voltajına göre ürünün mevcut tüketimini belirlemeniz gerekir. Mevcut sektördeki tabloya göre I=P/U formülünün hesaplama için uygun olduğunu görüyoruz.

Ve besleme ağının U voltajını, güç tüketimi P miktarına ve akım I miktarına göre belirlemeniz gerekiyorsa, sol alt sektörün formülünü kullanabilirsiniz, formül U = P / I yapacağım.

Formüllerde ikame edilen miktarlar amper, volt, watt veya ohm olarak ifade edilmelidir.

1827'de Georg Ohm, bugüne kadar kullanılan formülün temelini oluşturan araştırmasını yayınladı. Ohm, uygulanan bir voltaj ile bir iletkenden geçen akım arasındaki ilişkiyi gösteren çok sayıda deney gerçekleştirdi.

Bu yasa ampiriktir, yani deneyime dayanır. "Ohm" tanımı, elektrik direnci için resmi SI birimi olarak kabul edilmiştir.

Bir zincirin bir bölümü için Ohm yasası Bir iletkendeki elektrik akımının, iletkendeki potansiyel farkla doğru orantılı ve direnciyle ters orantılı olduğunu belirtir. İletkenin direncinin (karıştırılmaması gereken) sabit bir değer olduğunu göz önünde bulundurarak, bunu aşağıdaki formülle formüle edebilirsiniz:

• I - amper cinsinden akım (A)
• V - volt cinsinden voltaj (V)
• R - ohm cinsinden direnç (Ohm)

Açıklık için: 1 Ohm dirençli, içinden 1 A akımın geçtiği, terminallerinde 1 V'luk bir potansiyel farkı (voltajı) olan bir direnç.

Alman fizikçi Kirchhoff (Kirchhoff kurallarıyla tanınır) fizikte daha çok kullanılan bir genelleme yaptı:

• σ - malzeme iletkenliği
• J - akım yoğunluğu
• E - elektrik alanı.

Ohm kanunu ve direnç

Dirençler, bir devredeki elektrik akımının akışına direnen pasif elemanlardır. Ohm yasasına göre çalışan omik direnç olarak adlandırılır. Akım böyle bir dirençten geçtiğinde, terminallerindeki voltaj düşüşü direncin değeriyle orantılıdır.

Ohm'un formülü, alternatif voltaj ve akıma sahip devreler için geçerli kalır. Ohm yasası, kapasitörler ve indüktörler için uygun değildir, çünkü bunların akım-gerilim karakteristiği (akım-gerilim karakteristiği) esasen doğrusal değildir.

Ohm'un formülü aynı zamanda seri, paralel veya karışık olarak bağlanabilen çoklu dirençli devreler için de geçerlidir. Seri veya paralel bağlı direnç grupları, eşdeğer direnç açısından basitleştirilebilir.

ve bağlantı hakkındaki makaleler, bunun nasıl yapılacağını daha ayrıntılı olarak açıklar.

Alman fizikçi Georg Simon Ohm, 1827'de "Galvanik Devre Teorisi" başlığı altında tam elektrik teorisini yayınladı. Devrenin bir bölümündeki voltaj düşüşünün, devrenin bu bölümünün direncinden geçen akımın çalışmasının sonucu olduğunu buldu. Bu, bugün kullandığımız yasanın temelini oluşturdu. Kanun, dirençler için temel denklemlerden biridir.

Ohm yasası - formül

Ohm kanunu formülü, üç değişkenden ikisi bilindiğinde kullanılabilir. Direnç, akım ve gerilim arasındaki ilişki farklı şekillerde yazılabilir. Asimilasyon ve ezberleme için "Ohm üçgeni" faydalı olabilir.

Aşağıda, böyle bir üçgen hesap makinesinin kullanımına ilişkin iki örnek verilmiştir.

Terminallerinde 100V'tan 10V'a voltaj düşüşü olan bir devrede 1 Ohm'luk bir direncimiz var.Bu dirençten geçen akım nedir?Üçgen bize şunu hatırlatıyor:
120V'luk bir voltajda 2 Amperlik bir akımın aktığı 10 ohm dirençli bir direncimiz var.Bu dirençteki voltaj düşüşü ne olacak?Bir üçgen kullanmak bize şunu gösterir:Böylece pindeki voltaj 120-20 = 100 V olacaktır.

Ohm Yasası - Güç

Bir elektrik akımı bir dirençten geçtiğinde, gücün bir kısmını ısı olarak yayar.

Güç, akan akımın I (A) ve uygulanan voltajın V (V) bir fonksiyonudur:

• P - watt cinsinden güç (V)

Bir devrenin bir bölümü için Ohm yasası ile birlikte formül aşağıdaki forma dönüştürülebilir:

İdeal bir direnç tüm enerjiyi dağıtır ve elektrik veya manyetik enerjiyi depolamaz. Her direncin, dirence zarar vermeden dağıtılabilecek güç üzerinde bir sınırı vardır. bu güç nominal denir.

Çevre koşulları bu değeri azaltabilir veya artırabilir. Örneğin ortam havası sıcaksa, rezistörün fazla ısıyı dağıtma yeteneği azalır ve diğer yandan düşük ortam sıcaklıklarında rezistörün dağıtma yeteneği artar.

Pratikte, dirençler nadiren güç derecelerine sahiptir. Bununla birlikte, dirençlerin çoğu 1/4 veya 1/8 watt olarak derecelendirilmiştir.

Aşağıda güç, amper, voltaj ve direnç arasındaki ilişkiyi hızlı bir şekilde belirlemenize yardımcı olacak bir pasta grafik bulunmaktadır. Dört parametrenin her biri, değerinin nasıl hesaplanacağını gösterir.

Ohm Yasası - hesap makinesi

Bu çevrimiçi Ohm Yasası hesaplayıcısı, amper, elektrik voltajı, iletken direnci ve güç arasındaki ilişkiyi belirlemenize olanak tanır. Hesaplamak için herhangi iki parametreyi girin ve hesapla düğmesine tıklayın.

Ohm yasası, örneğin Coulomb yasasının aksine, temel bir fizik yasası değildir. Pratik öneme sahiptir.
Doğada, elektrik akımını ileten maddeler vardır - iletkenler ve iletken olmayan - dielektrikler.
İletkenlerde serbest yükler vardır - elektronlar. Elektronların bir yönde birlikte hareket etmeye başlaması için, onları iletkenin bir ucundan diğerine hareket etmeye "zorlayacak" bir elektrik alanına ihtiyaç vardır.
Bir alan oluşturmanın en basit yolu sıradan bir pil olabilir. İletkenin sonunda elektron eksikliği varsa, "+", eğer "-" işaretidir. Her zaman negatif bir yüke sahip olan elektronlar, doğal olarak pozitif olma eğilimindedir. Bir iletkende elektrik akımı bu şekilde üretilir, yani elektrik yüklerinin yönlendirilmiş bir hareketi. Artırmak için iletkendeki elektrik alanını güçlendirmek gerekir. Veya dedikleri gibi, iletkenin uçlarına daha fazla voltaj uygulayın.
Elektrik akımı genellikle I harfi ile, voltaj ise U harfi ile gösterilir.

R = U / I formülünün yalnızca devrenin bir bölümünün direncini hesaplamanıza izin verdiğini, ancak direncin voltaj ve akıma bağımlılığını yansıtmadığını anlamak önemlidir.

Ancak serbest elektronların hareket ettiği iletkenler farklı R elektrik direncine sahip olabilir. Direnç, iletken malzemenin içinden elektrik akımı geçişine karşı direncinin ölçüsünü gösterir. Sadece geometrik boyutlara, iletkenin malzemesine ve sıcaklığına bağlıdır.
Bu niceliklerin her birinin kendi ölçü birimleri vardır: Akım I, Amper (A) cinsinden ölçülür; Voltaj U Volt (V) cinsinden ölçülür; Direnç ohm (ohm) cinsinden ölçülür.

Bir zincirin bir bölümü için Ohm yasası

1827 yılında Alman bilim adamı Georg Ohm bu üç nicelik arasında matematiksel bir ilişki kurmuş ve bunu sözlü olarak formüle etmiştir. Adını yaratıcısı Ohm kanunundan alan kanun bu şekilde ortaya çıktı. Toplamı şu şekildedir: "Elektrik devresinden akan akımın gücü, uygulanan voltaj ile doğru orantılı ve devrenin direnç değeri ile ters orantılıdır."

Türetilmiş formüllerin türetilmesinde kafanız karışmaması için değerleri Şekil 2'deki gibi bir üçgen içine yerleştiriniz. Parmağınızla istenen değeri kapatınız. Geri kalanın göreceli konumu, hangi eylemin yapılması gerektiğini gösterecektir.

Ohm kanunu formülü: I = U / R
Basitçe söylemek gerekirse, voltaj ne kadar yüksek olursa akım o kadar güçlü olur, ancak direnç ne kadar yüksek olursa akım o kadar zayıf olur.

İyi çalışmalarınızı bilgi tabanına gönderin basittir. Aşağıdaki formu kullanın

Bilgi tabanını çalışmalarında ve çalışmalarında kullanan öğrenciler, yüksek lisans öğrencileri, genç bilim adamları size çok minnettar olacaktır.

Yayınlanan http://www.allbest.ru/

BELARUS CUMHURİYETİ EĞİTİM BAKANLIĞI

Doğa Bilimleri Bölümü

Öz

Ohm yasası

Tamamlanmış:

Ivanov M.A.

Tanıtım

1. Ohm yasasına genel bakış

2. Ohm yasasının keşfinin tarihi, bilim adamının kısa bir biyografisi

3. Ohm yasalarının türleri

4. İletkenlerin direncinin ilk çalışmaları

5. Elektriksel ölçümler

Çözüm

Edebiyat, diğer bilgi kaynakları

Tanıtım

Elektrikle ilgili olaylar, çağımızın başlangıcından birkaç yüzyıl önce antik Çin, Hindistan ve antik Yunanistan'da fark edildi. MÖ 600 yıllarında, hayatta kalan efsanelerin dediği gibi, antik Yunan filozofu Milet'li Thales, hafif nesneleri çekmek için yüne sürtünen kehribarın özelliğini biliyordu. Bu arada, eski Yunanlılar kehribarı "elektron" kelimesiyle çağırdılar. "Elektrik" kelimesi de ondan kaynaklandı. Ancak Yunanlılar sadece elektrik fenomenini gözlemlediler, ancak açıklayamadılar.

19. yüzyıl elektrikle ilgili keşiflerle doluydu. Bir keşif, birkaç on yıl boyunca bütün bir keşif zincirini doğurdu. Araştırma konusu olan elektrik bir metaya dönüşmeye başladı. Çeşitli üretim alanlarına yaygın tanıtımı başladı. Elektrik motorları, jeneratörler, telefon, telgraf, radyo icat edildi ve yaratıldı. Elektriğin tıbba girişi başlar.

Gerilim, akım ve direnç, elektrik devrelerinde meydana gelen olayları karakterize eden fiziksel niceliklerdir. Bu miktarlar ilişkilidir. Bu bağlantı ilk olarak Alman fizikçi 0m tarafından incelenmiştir. Ohm Yasası 1826'da keşfedildi.

1. Ohm yasasına genel bakış

Ohm yasası kulağa şöyle geliyor: Devrenin bölümündeki akım gücü, bu bölümdeki voltajla doğru orantılı (belirli bir dirençte) ve bölümün direnciyle ters orantılıdır (belirli bir voltajda): I = U / R, aşağıdakilerden gelir. U = ICHR ve R = U / I formülü. Belirli bir iletkenin direnci, voltaj veya akım gücüne bağlı olmadığından, son formül aşağıdaki gibi okunmalıdır: belirli bir iletkenin direnci orana eşittir uçlarındaki voltajın, içinden akan akımın gücüne. Elektrik devrelerinde, çoğu zaman iletkenler (elektrik enerjisi tüketicileri) seri olarak (örneğin, Noel ağacı çelenklerindeki ampuller) ve paralel olarak (örneğin, elektrikli ev aletleri) bağlanır.

Seri bağlantı ile, her iki iletkendeki (ampuller) akım gücü aynıdır: I = I1 = I2, devrenin dikkate alınan bölümünün uçlarındaki voltaj, birinci ve ikinci ampullerdeki voltajın toplamıdır: U = U1 + U2. Bölümün toplam direnci, R = R1 + R2 ampullerinin dirençlerinin toplamına eşittir.

Dirençler paralel bağlandığında devrenin kesitindeki ve dirençlerin uçlarındaki gerilim aynıdır: U = U1 = U2. devrenin dallanmamış kısmındaki akım gücü, bireysel dirençlerdeki akımların toplamına eşittir: I = I1 + I2. Bölümün toplam direnci, her bir direncin direncinden daha azdır.

Dirençlerin dirençleri aynı ise (R1 = R2) bölümün toplam direnci Devreye üç veya daha fazla direnç paralel bağlanırsa toplam direnç -

şu formülle bulunur: 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + ... + 1 / RN. Şebeke tüketicileri, şebeke voltajına eşit bir voltaj için tasarlanmış paralel olarak bağlanır.

Böylece, Ohm Yasası, amperaj arasındaki ilişkiyi kurar. ben iletkende ve potansiyel fark (voltaj) sen bu iletkenin iki sabit noktası (bölümleri) arasında:

En boy oranı rİletkenin geometrik ve elektriksel özelliklerine ve sıcaklığa bağlı olarak, omik direnç veya sadece iletkenin belirli bir bölümünün direnci olarak adlandırılır.

2. Ohm yasasının keşfinin tarihi, bilim insanının kısa bir biyografisi

Georg Simon Ohm, 16 Mart 1787'de Erlangen'de kalıtsal bir çilingir ailesinde doğdu. Okuldan ayrıldıktan sonra Georg şehir spor salonuna girdi. Erlangen Gymnasium üniversite tarafından denetlendi. Spor salonu dört profesör tarafından öğretildi. Georg, liseden mezun olduktan sonra, 1805 baharında Erlangen Üniversitesi Felsefe Fakültesi'nde matematik, fizik ve felsefe okumaya başladı.

Üç dönem okuduktan sonra, İsviçre'nin Gottstadt kasabasındaki özel bir okulda matematik öğretmeninin yerini almak için yapılan daveti kabul etti.

1811'de Erlangen'e döndü, üniversiteden mezun oldu ve doktora derecesini aldı. Üniversiteden mezun olduktan hemen sonra aynı üniversitenin Matematik Bölümü'ne yardımcı doçentlik görevi teklif edildi.

1812'de Ohm, Bamberg Okulu'nda matematik ve fizik öğretmeni olarak atandı. 1817'de "Hazırlık sınıflarında geometri öğretmenin en uygun yolu" öğretim yöntemleri üzerine ilk basılı çalışmasını yayınladı. Ohm elektriği araştırmaya başladı. Om, elektrik ölçüm cihazını Coulomb burulma terazisinin tasarımına dayandırdı. Ohm, araştırmasının sonuçlarını "Metallerin temas elektriği ilettiği yasa hakkında bir ön rapor" başlıklı bir makale şeklinde resmileştirdi. Makale 1825 yılında Schweigger tarafından yayınlanan Journal of Physics and Chemistry'de yayınlandı. Ancak Ohm'un bulduğu ve yayınladığı ifadenin yanlış çıkması onun uzun süredir tanınmamasının sebeplerinden biriydi. Tüm önlemleri alarak, şüphelenilen tüm hata kaynaklarını önceden ortadan kaldıran Ohm, yeni ölçümlere başladı.

1826'da "Journal of Physics and Chemistry" de yayınlanan ünlü makalesi "Metallerin temas elektriği ilettiği yasanın, voltaik aparat teorisi ve Schweigger çarpanı ile birlikte belirlenmesi" yayınlandı.

Mayıs 1827'de, Ohm'un şimdi elektrik devreleri üzerine teorik muhakemesini içeren 245 sayfalık "Elektrik Devrelerinin Teorik Araştırmaları". Bu çalışmada, bilim adamı bir iletkenin elektriksel özelliklerini direnci ile karakterize etmeyi önerdi ve bu terimi bilimsel kullanıma soktu. Ohm, bir elektrik devresinin EMF içermeyen bir bölümünün yasası için daha basit bir formül buldu: "Bir galvanik devredeki akımın büyüklüğü, tüm gerilimlerin toplamı ile doğru orantılıdır ve indirgenmiş olanın toplamı ile ters orantılıdır. Bu durumda, toplam azaltılmış uzunluk, farklı iletkenliğe ve farklı kesite sahip homojen bölümler için tüm bireysel azaltılmış uzunlukların toplamı olarak belirlenir.

1829'da, elektrikli ölçüm cihazları teorisinin temellerinin atıldığı "Elektromanyetik çarpanın çalışmasının deneysel çalışması" adlı makalesi yayınlandı. Burada Ohm, 1 fit uzunluğunda bir bakır telin direncini ve 1 kare çizginin enine kesitini seçtiği bir direnç birimi önerdi.

1830'da Ohm'un "Tek Kutuplu İletkenliğin Yaklaşık Bir Teorisini Oluşturma Girişimi" adlı yeni çalışması ortaya çıkıyor. Sadece 1841'de Ohm'un eseri İngilizce'ye, 1847'de - İtalyancaya, 1860'ta - Fransızcaya çevrildi.

16 Şubat 1833'te, keşfinin yayınlandığı makalenin yayınlanmasından yedi yıl sonra, Ohm'a yeni düzenlenen Nürnberg Politeknik Okulu'nda fizik profesörü olarak bir yer teklif edildi. Bilim adamı akustik alanında araştırma yapmaya başlar. Ohm, akustik araştırmasının sonuçlarını, daha sonra Ohm'un akustik yasası adını alan bir yasa şeklinde formüle etti.

Tüm yabancı bilim adamlarından daha önce, Ohm yasası Rus fizikçiler Lenz ve Jacobi tarafından tanındı. Ayrıca uluslararası tanınırlığına da yardımcı oldular. Rus fizikçilerin katılımıyla 5 Mayıs 1842'de Londra Kraliyet Cemiyeti Ohm'a altın madalya verdi ve onu üye seçti.

1845'te Bavyera Bilimler Akademisi'ne tam üye seçildi. 1849'da bilim adamı, Münih Üniversitesi'ne olağanüstü bir profesör olarak davet edildi. Aynı yıl fizik ve matematik dersleri verirken devlet fiziksel ve matematiksel aletler koleksiyonunun küratörü olarak atandı. 1852'de Om sıradan profesörlük görevini aldı. Om, 6 Temmuz 1854'te öldü. 1881'de Paris'teki bir elektroteknik kongrede bilim adamları oybirliğiyle direnç biriminin adını onayladı - 1 ohm.

3. Ohm yasalarının türleri

Ohm yasasının birkaç türü vardır.

Bir zincirin homojen bir bölümü için Ohm yasası (akım kaynağı içermez): iletkendeki akım, uygulanan voltajla doğru orantılı ve iletkenin direnciyle ters orantılıdır:

Tam devre için Ohm yasası - devredeki akım, devrede etkili olan EMF ile orantılıdır ve devrenin dirençleri ve kaynağın iç direncinin toplamı ile ters orantılıdır.

şimdiki ben nerede

E - elektromotor kuvveti

R, devrenin dış direncidir (yani, bunun direnci

EMF kaynağının dışında kalan devre parçası)

EMF - bu yükün büyüklüğü ile ilgili devredeki yükün hareketi üzerindeki dış kuvvetlerin (yani elektriksel olmayan kuvvetlerin) çalışması.

Birimler:

EMF - volt

Akım - amper

Dirençler (R ve r) - ohm

Elektrik devresinin temel yasasını (Ohm yasası) uygulayarak, ilk bakışta gizemli ve paradoksal görünen birçok doğa olayını açıklamak mümkündür. Örneğin, herkes canlı elektrik kablolarıyla herhangi bir insan temasının ölümcül olduğunu bilir. Kırık bir yüksek voltajlı hat kablosuna sadece bir dokunuş, bir insanı veya bir hayvanı elektrik çarpmasına neden olabilir. Ancak aynı zamanda, kuşların yüksek voltajlı elektrik hatlarında nasıl sakince oturduklarını sürekli görüyoruz ve hiçbir şey bu canlıların yaşamını tehdit etmiyor. O halde bu paradoks için nasıl bir açıklama bulacaksınız?

Ve bu fenomen, bir elektrik telindeki bir kuşun elektrik şebekesinin bölümlerinden biri olduğunu hayal edersek, oldukça basit bir şekilde açıklanır, ikincisinin direnci, aynı devrenin başka bir bölümünün (yani küçük bir boşluk) direncini önemli ölçüde aşar. kuşun bacakları arasında). Sonuç olarak, devrenin ilk bölümüne, yani kuşun vücuduna etki eden elektrik akımının gücü, onun için tamamen güvenli olacaktır. Bununla birlikte, yalnızca yüksek voltajlı bir telin bir bölümüyle temas halindeyken tam güvenlik sağlanır. Ancak bir elektrik hattında oturan bir kuş, bir tele veya telin yakınında bulunan herhangi bir nesneye (örneğin bir telgraf direğine) kanadı veya gagasıyla dokunur dokunmaz kuş kaçınılmaz olarak ölecektir. Sonuçta, direk doğrudan zemine bağlıdır ve kuşun vücuduna geçen elektrik yüklerinin akışı onu anında öldürebilir, hızla yere doğru hareket eder. Ne yazık ki, bu nedenle şehirlerde birçok kuş ölüyor.

Kuşları elektriğin zararlı etkilerinden korumak için, yabancı bilim adamları özel cihazlar geliştirdiler - elektrik akımından izole edilmiş kuş tünekleri. Bu tür cihazlar yüksek voltajlı elektrik hatlarına yerleştirildi. İzole bir tünek üzerine tüneyen kuşlar, yaşamları için herhangi bir risk oluşturmadan gagaları, kanatları veya kuyrukları ile tellere, direklere veya braketlere dokunabilirler. İnsan derisinin stratum corneum denilen üst yüzeyi en büyük dirence sahiptir. Kuru ve bozulmamış cildin direnci 40.000 - 100.000 ohm'a ulaşabilir. Stratum corneum çok önemsiz, sadece 0,05 - 0,2 mm. ve 250 V'luk bir voltajla kolayca kırılır. Bu durumda, direnç yüz kat azalır ve ne kadar çabuk düşerse, akım insan vücuduna o kadar uzun süre etki eder. Keskin, 800 - 1000 Ohm'a kadar, cildin artan terlemesi, aşırı çalışma, sinir heyecanı, zehirlenme ile insan vücudunun direnci azalır. Bu, bazen küçük bir voltajın bile elektrik çarpmasına neden olabileceğini açıklar. Örneğin, insan vücudunun direnci 700 Ohm ise, o zaman sadece 35 V voltaj tehlikeli olacaktır.Bu nedenle, örneğin, elektrikçiler 36 V voltajla çalışırken bile yalıtkan koruyucu ekipman kullanın - lastik eldivenler veya yalıtımlı kulplu aletler.

Ohm Yasası o kadar basit görünüyor ki, kuruluşunda aşılması gereken zorluklar gözden kaçıyor ve unutuluyor. Ohm Yasasını test etmek kolay değildir ve açık bir gerçek olarak kabul edilemez; gerçekten, birçok malzeme için başarısız olur.

Nedir bu zorluklar hep aynı? Farklı sayıda eleman için akımı belirleyerek bir volta kolonunun eleman sayısındaki değişikliğin ne verdiğini kontrol etmek mümkün değil mi?

Gerçek şu ki, farklı sayıda eleman aldığımızda, tüm zinciri değiştiririz, çünkü ek elemanlar ek dirence sahiptir. Bu nedenle, pilin kendisini değiştirmeden voltajı değiştirmenin bir yolunu bulmak gerekir. Ayrıca, farklı büyüklükteki bir akım, teli farklı bir sıcaklığa ısıtır ve bu etki, akım gücünü de etkileyebilir. Ohm (1787-1854), Seebeck'in (1770-1831) 1822'de keşfettiği termoelektrik fenomeninden yararlanarak bu zorlukların üstesinden geldi.

Böylece Ohm, akımın voltajla orantılı ve devrenin empedansı ile ters orantılı olduğunu gösterdi. Karmaşık bir deney için basit bir sonuçtu. Yani en azından şimdi bize öyle görünmelidir.

Ohm'un çağdaşları, özellikle de yurttaşları aksini düşündüler: Belki de Ohm yasasının basitliği onların şüphesini uyandırdı. Om, kariyerinde zorluklarla karşı karşıya kaldı, ihtiyacı vardı; Ohm, özellikle eserlerinin tanınmaması gerçeğiyle depresyona girdi. Büyük Britanya'nın ve özellikle Kraliyet Cemiyeti'nin itibarına göre, Ohm'un çalışmalarının orada hak ettiği takdiri aldığı söylenmelidir. Om, isimleri genellikle küçük bir harfle yazılan büyük insanlardan biridir: Direnç birimine "om" adı verildi.

4. İletkenlerin direncinin ilk çalışmaları

iletken nedir? İlk araştırmacılar, bunun bir elektrik devresinin tamamen pasif bir bileşeni olduğunu yanıtladı. Araştırmasıyla meşgul olmak, basitçe gereksiz bilmeceler üzerinde kafa yormak demektir, tk. yalnızca geçerli kaynak etkin bir öğedir.

Bu bakış açısı, bilim adamlarının, en azından 1840'a kadar, bu yönde yürütülen birkaç çalışmaya neden çok az ilgi gösterdiğini bize açıklıyor.

Böylece, İtalyan bilim adamlarının 1840'ta Torino'da düzenlenen ikinci kongresinde (ilk olarak 1839'da Pisa'da bir araya geldi ve hatta bazı siyasi önem kazandı), Marianini tarafından sunulan rapor hakkındaki tartışmada konuşan De la Reeve, iletkenliğin iletkenlik olduğunu savundu. çoğu sıvı mutlak değildir, "daha çok görecelidir ve değişen amperajla değişir." Ohm yasası 15 yıl önce yayınlandı!

Galvanometrenin icadından sonra iletkenlerin iletkenliği sorusuna öncülük eden birkaç bilim adamı arasında Stefano Marianini (1790-1866) vardı.

Pillerin voltajını inceleyerek tesadüfen keşfine geldi. Voltaik bir sütunun elemanlarının sayısındaki artışla, işaretçi üzerindeki elektromanyetik etkinin belirgin şekilde artmadığını fark etti. Bu, Marianini'yi hemen her volt öğesinin akımın geçişine bir engel oluşturduğunu düşündürdü. "Aktif" ve "etkin olmayan" (yani, nemli bir ped ile ayrılmış iki bakır plakadan oluşan) çiftleriyle deneyler yaptı ve modern okuyucunun, harici bir direncin direnci olduğunda Ohm yasasının özel bir durumunu tanıdığı ilişkiyi ampirik olarak buldu. Marianini'nin deneyiminde olduğu gibi devre dikkate alınmaz.

Georg Simon Ohm (1789-1854), çalışmaları Ohm'a çalışmalarında doğrudan yardım sağlamasa da, Marianini'nin esasını kabul etti. Ohm, araştırmasında Jean Baptiste Fourier'nin (1768-1830) çalışmasından ("Analytical Theory of Heat", Paris, 1822) ilham aldı - tüm zamanların en önemli bilimsel çalışmalarından biri, çok hızlı bir şekilde popülerlik kazandı ve arasında yüksek övgü aldı. o zamanlar matematikçiler ve fizikçiler. Ohmu, Fourier'in bahsettiği "ısı akışı" mekanizmasının bir iletkendeki elektrik akımına benzetilebileceği fikrini ortaya attı. Ve tıpkı Fourier'in teorisinde iki cisim arasındaki veya aynı cismin iki noktası arasındaki ısı akışının sıcaklık farkıyla açıklanması gibi, Ohm'un iletkenin iki noktasındaki "elektroskobik kuvvetler" farkıyla meydana gelişini açıklaması gibi. aralarındaki elektrik akımıdır.

Bu benzetmeye bağlı kalarak Ohm, çeşitli iletkenlerin iletkenliğinin göreceli değerlerini belirleyerek deneysel araştırmasına başladı. Artık klasikleşen bir yöntem kullanarak, devrenin iki noktası arasına aynı çapta farklı malzemelerden yapılmış ince iletkenleri seri olarak bağlamış ve belirli bir miktarda akım elde etmek için uzunluklarını değiştirmiştir. Bugün elde etmeyi başardığı ilk sonuçlar oldukça mütevazı görünüyor. ohm kanunu elektrik galvanometresi

Tarihçiler, örneğin, Ohm'un ölçümlerine göre, gümüşün bakır ve altından daha az iletkenliğe sahip olmasına şaşırıyorlar ve daha sonra Ohm tarafından verilen, deneyin bir tabaka ile kaplanmış gümüş bir tel ile yapıldığına dair açıklamayı küçümseyerek kabul ediyorlar. yağdı ve bu, çapın kesin değeri konusunda yanıltıcıydı.

O zamanlar, deneylerin yürütülmesinde birçok hata kaynağı vardı (metallerin yetersiz saflığı, teli kalibre etmede zorluk, doğru ölçümlerde zorluk vb.). En önemli hata kaynağı pil polarizasyonuydu. O zamanlar sabit (kimyasal) elementler henüz bilinmiyordu, bu nedenle ölçümler için gereken süre boyunca elementin elektromotor kuvveti önemli ölçüde değişti. Ohm'un deneylerine dayanarak, akım gücünün devrenin iki noktası arasına bağlı iletkenin direncine bağımlılığının logaritmik yasasına gelmesine neden olan hatalara neden olan bu nedenlerdi. Ohm'un ilk makalesinin yayınlanmasından sonra, Poggendorf ona kimyasal elementleri terk etmesini ve Seebeck tarafından yakın zamanda tanıtılan bakır-bizmut termokuplunu kullanmasını tavsiye etti.

Ohm bu tavsiyeyi dinledi ve deneylerini tekrarladı, harici devresinde aynı çapta ancak farklı uzunluklarda sekiz bakır telin seri olarak bağlandığı bir termoelektrik pil ile bir kurulum yaptı. Metal bir iplik üzerinde asılı duran manyetik bir iğnenin oluşturduğu bir tür burulma dengesi kullanarak akımın gücünü ölçtü. Okla paralel bir akım onu ​​saptırdığında, Om üzerinde asılı olduğu ipliği ok normal konumuna gelene kadar büktü;

mevcut güç, ipliğin büküldüğü açıyla orantılı olarak kabul edildi. Ohm, sekiz farklı tel ile gerçekleştirilen deneylerin sonuçlarının “denklem ile çok iyi ifade edilebileceği” sonucuna varmıştır.

burada X, uzunluğu x'e eşit olan iletkenin manyetik hareketinin yoğunluğunu belirtir ve a ve b, sırasıyla, heyecan verici kuvvete ve devrenin geri kalanının direncine bağlı olan sabitlerdir. "

Deneyin koşulları değişti: dirençler ve termoelektrik çiftler değiştirildi, ancak sonuçlar hala yukarıdaki formüle kaynadı; bu, X'in akım gücü, a - elektromotor kuvveti ile değiştirilmesi durumunda bildiğimize çok kolay bir şekilde dönüşüyor ve b + x - devrenin toplam direnci ile.

Bu formülü alan Ohm, Schweigger çarpanının okun sapması üzerindeki etkisini incelemek ve nasıl bağlandıklarına bağlı olarak hücre pilinin dış devresinden geçen akımı incelemek için kullanır - seri veya paralel. Böylece (şu anda ders kitaplarında yapıldığı gibi) pilin dış akımının nasıl belirlendiğini açıklıyor - ilk araştırmacılar için oldukça belirsiz bir soru. Ohm, deneysel çalışmasının kendisine çok arzu ettiği üniversiteye giden yolu açacağını umuyordu. Ancak, makaleler fark edilmedi. Daha sonra Köln spor salonundaki öğretmenlik pozisyonundan ayrıldı ve elde edilen sonuçları teorik olarak anlamak için Berlin'e gitti. 1827'de Berlin'de ana eseri Die galvanische Kette, mathe-matisch bearbeitet (Matematiksel olarak tasarlanmış bir galvanik devre) yayınladı.

Daha önce belirttiğimiz gibi, geliştirilmesinde Fourier'in analitik ısı teorisinden ilham aldığı bu teori, elektromotor kuvvetin veya Ohm'un dediği gibi "elektroskobik kuvvetin", elektriksel iletkenliğin (Starke der) kavramlarını ve kesin tanımlarını sunar. Leitung) ve mevcut güç. Modern yazarlar tarafından verilen diferansiyel biçimde çıkardığı yasayı ifade eden Ohm, termoelektrik devrenin özellikle önemli olduğu belirli elektrik devrelerinin belirli durumları için sonlu değerlerde yazar. Bundan yola çıkarak, bir devre boyunca elektrik voltajındaki bilinen değişim yasalarını formüle eder.

Ama Ohm'un teorik çalışmaları da fark edilmedi ve eğer biri onlar hakkında yazdıysa, bu sadece "tek amacı doğanın haysiyetini küçümseme arzusu olan hastalıklı bir fantezi" ile alay etmek içindi. Ve sadece on yıl sonra, parlak çalışmaları yavaş yavaş takdir edilmeye başlandı:

Almanya'da Poggendorf ve Fechner, Rusya'da Lenz, İngiltere'de Wheatstone, Amerika'da Henry ve İtalya'da Matteucci tarafından takdir edildiler.

Ohm'un deneyleriyle eş zamanlı olarak, A. Becquerel deneylerini Fransa'da ve Barlow İngiltere'de gerçekleştirdi. İlkinin deneyleri, çerçevenin çift sargılı bir diferansiyel galvanometresinin tanıtılması ve "sıfır" bir ölçüm yönteminin kullanılmasıyla özellikle dikkat çekicidir. Barlow'un deneylerinden bahsetmeye değer, çünkü akımın tüm devredeki sabitliğini deneysel olarak doğruladılar. Bu sonuç, 1831'de Fechner tarafından pilin iç akımına test edildi ve genişletildi, 1851'de Rudolf Kohlrausch tarafından genelleştirildi.

(180E - 1858) sıvı iletkenler üzerinde ve daha sonra Gustav Needmann'ın (1826-1899) dikkatli deneyleriyle tekrar doğrulandı.

5. Elektriksel ölçümler

Becquerel, elektrik dirençlerini karşılaştırmak için bir diferansiyel galvanometre kullandı. Araştırmasına dayanarak, bir iletkenin direncinin uzunluğuna ve kesitine bağımlılığının iyi bilinen yasasını formüle etti. Bu çalışmalar Pouillet tarafından devam ettirilmiş ve onun tarafından ünlü “Elements de

fizik deneysel "(" Deneysel Fiziğin Temelleri "), ilk baskısı 1827'de çıktı. Dirençler karşılaştırılarak belirlendi.

Zaten 1825'te Marianini, dallanma devrelerinde, hangi malzemeden yapıldığına bakılmaksızın, devrenin bir kolunun bir metal iletken tarafından oluşturulduğuna inanan Volta'nın ifadesinin aksine, elektrik akımının tüm iletkenler üzerinde dağıldığını gösterdi. ve geri kalanı sıvıdır, o zaman tüm akım metal iletkenden geçmelidir. Arago ve Pouillet, Marianini'nin Fransa'daki gözlemlerini popüler hale getirdi. Henüz Ohm yasasını bilmeyen Pouillet, 1837'de bu gözlemleri ve Becquerel yasalarını kullanarak bir devrenin iletkenliğinin ikiye eşit olduğunu gösterdi.

dallı devreler, her iki devrenin iletkenliklerinin toplamına eşittir. Bu çalışma ile Pouillet, dallanmış zincirlerin incelenmesinin temelini attı. Pouillet onlar için bir dizi terim belirledi,

hala hayatta olan ve 1845'te Kirchhoff tarafından iyi bilinen "ilkelerinde" genelleştirilen bazı özel yasalar ..

Elektriksel ölçümler ve özellikle direnç ölçümleri için en büyük itici güç, teknolojinin artan ihtiyaçları ve öncelikle elektrikli telgrafın ortaya çıkmasıyla ortaya çıkan problemler tarafından verildi. İlk kez, sinyalleri belli bir mesafeden iletmek için elektrik kullanma fikri 18. yüzyılda doğdu. Volta, telgraf projesini açıkladı ve Ampere, 1820'de, sinyalleri iletmek için elektromanyetik fenomenlerin kullanılmasını önerdi. Ampere'nin fikri birçok bilim adamı ve teknisyen tarafından benimsendi: 1833'te Gauss ve Weber, Göttingen'de astronomik gözlemevi ile fizik laboratuvarını birbirine bağlayan en basit telgraf hattını kurdular. Ancak telgrafın pratik uygulaması, 1832'de sadece iki karakterden oluşan bir telgraf alfabesi yaratma şansına sahip olan Amerikalı Samuel Morse (1791-1872) sayesinde oldu. Morse'un sayısız girişiminden sonra, 1835'te, telgrafın ilk ham modeli nihayet New York Üniversitesi'nde özel olarak inşa edildi. 1839'da deneysel bir

Washington ve Baltimore arasındaki çizgi ve 1844'te Morse tarafından yeni buluşu ticarileştirmek için düzenlenen ilk Amerikan şirketi kuruldu. Aynı zamanda, elektrik alanındaki bilimsel araştırma sonuçlarının ilk pratik uygulamasıydı.

İngiltere'de telgrafın incelenmesi ve geliştirilmesi, eski bir müzik aletleri ustası olan Charles Wheatstone (1802-1875) tarafından üstlenildi. Önemini fark etmek

Wheatstone, direnç ölçümleri için bu tür ölçümlerin en basit ve en doğru yöntemlerini aramaya başladı. Gördüğümüz gibi, o sırada kullanılan karşılaştırma yöntemi, esas olarak kararlı güç kaynaklarının olmaması nedeniyle güvenilmez sonuçlar verdi. Zaten 1840'ta Wheatstone, elektromotor kuvvetinin sabitliğinden bağımsız olarak direnci ölçmenin bir yolunu buldu ve Jacobi cihazını gösterdi. Bununla birlikte, bu cihazın tanımlandığı ve elektrik mühendisliği alanındaki ilk çalışma olarak adlandırılabilecek makale sadece 1843'te yayınlandı. Bu makale, daha sonra Wheatstone adını taşıyan ünlü "köprü" ü anlatıyor. Aslında, böyle bir cihaz tarif edilmiştir -

1833 gibi erken bir tarihte Gunther Christie ve bağımsız olarak 1840'ta Marianini tarafından; her ikisi de sıfıra indirgeme yöntemi önerdi, ancak Ohm yasasını hesaba katmayan teorik açıklamaları arzulanan çok şey bıraktı.

Öte yandan Wheatstone, Ohm'un bir hayranıydı ve yasasını çok iyi biliyordu, bu nedenle onun tarafından verilen "Wheatstone'un köprüsü" teorisi, şu anda ders kitaplarında sunulandan hiçbir şekilde farklı değil. Ek olarak, Wheatstone, köprünün köşegen koluna dahil edilen galvanometrede sıfır akım elde etmek için köprünün bir tarafının direncini hızlı ve kolay bir şekilde değiştirmeyi mümkün kılmak için üç tip reostat tasarladı (kelimenin kendisi önerildi). onun tarafından

Peclet'in de "reometre" terimini tanıttığı Ampere tarafından tanıtılan "reofor" ile analojiler. Bugün hala kullanılan hareketli braketli birinci tip reosta, 1841'de Jacobi tarafından kullanılan benzer bir cihaza benzetilerek Wheatstone tarafından yaratılmıştır. ahşap bir silindirden bronza kolayca geri sarılabilen bir zincire bağlı bir tel sarılmıştır. Üçüncü tip reosta, Ernst'in "direnç deposu"na benziyordu.

Werner Siemens (1816-1892), bilim adamı ve sanayici, 1860'ta geliştirildi ve yaygın olarak dağıtıldı. Wheatstone Köprüsü, elektromotor kuvvetleri ve dirençleri ölçmeyi mümkün kıldı.

Bir sualtı telgrafının yaratılması, belki de bir hava telgrafından daha fazlası, elektriksel ölçümler için yöntemlerin geliştirilmesini gerektirdi. Sualtı telgrafı ile ilgili deneyler 1837 gibi erken bir tarihte başladı ve çözülmesi gereken ilk problemlerden biri akımın yayılma hızını belirlemekti. 1834'te Wheatstone, daha önce Ch'de bahsettiğimiz gibi, dönen aynaların yardımıyla. 8, bu hızın ilk ölçümlerini yaptı, ancak sonuçları Latimer Clarke'ın sonuçlarıyla çelişiyordu ve ikincisi, diğer bilim adamlarının daha sonraki çalışmalarına karşılık gelmiyordu.

1855'te William Thomson (daha sonra Lord Kelvin oldu) tüm bu tutarsızlıkların nedenini açıkladı. Thomson'a göre, bir iletkendeki akımın hızı belirli değildir. Bir çubukta ısı yayılma hızı malzemeye bağlı olduğu gibi, iletkendeki akımın hızı da direncinin ve elektrik kapasitansının ürününe bağlıdır. Onun zamanında "" olan bu teorisinin ardından

Ağır bir şekilde eleştirildi, Thomson sualtı telgrafıyla ilgili sorunları ele aldı.

İngiltere ve Amerika'yı birbirine bağlayan ilk transatlantik kablo yaklaşık bir ay çalıştı, ancak daha sonra bozuldu. Thomson yeni bir kablo hesapladı, çok sayıda direnç ve kapasitans ölçümü yaptı, yeni iletme cihazları icat etti, bunlardan astatik yansıtıcı galvanometreden bahsetmek gerekir, yerini kendi buluşunun bir "sifon kaydedicisi" aldı. Sonunda, 1866'da yeni bir transatlantik kablosu başarıyla faaliyete geçti. Bu ilk büyük elektrik yapısının yaratılmasına, elektriksel ve manyetik ölçümler için bir birimler sisteminin geliştirilmesi eşlik etti.

Elektromanyetik ölçümün temeli, Karl Friedrich Gauss (1777-1855) tarafından 1832'de yayınlanan "Intensitas vis Magneticae terrestris ad mensuram absolutam revocata" ("Karasal manyetizma kuvvetinin mutlak ölçülerde büyüklüğü") adlı ünlü makalesinde atılmıştır. Gauss, çeşitli manyetik birimlerin birbiriyle uyumlu olmadığını fark etti.

kendisi, en azından çoğunlukla, ve bu nedenle, üç temel mekanik birimine dayanan bir mutlak birimler sistemi önerdi: saniye (zaman birimi), milimetre (uzunluk birimi) ve miligram (kütle birimi). Onlar aracılığıyla, diğer tüm fiziksel birimleri ifade etti ve bir dizi ölçüm aleti, özellikle karasal manyetizmanın mutlak birimlerini ölçmek için bir manyetometre icat etti. Gauss'un çalışmaları, Gauss tarafından tasarlanan kendi enstrümanlarının ve cihazlarının çoğunu yapan Weber tarafından devam ettirildi. Yavaş yavaş, özellikle Maxwell'in 1861'den 1867'ye kadar yıllık raporlar yayınlayan İngiliz Birliği tarafından oluşturulan ölçümler üzerine özel komisyonda yürütülen çalışmaları sayesinde, birleşik ölçüm sistemleri, özellikle bir elektromanyetik ve elektrostatik ölçüm sistemi oluşturma fikri ortaya çıktı.

Bu tür mutlak birim sistemleri oluşturma fikri, İngiliz Birliği'nin ikinci komisyonunun 1873 tarihli tarihi raporunda ayrıntılı olarak açıklanmıştır. 1881'de Paris'te toplanan Uluslararası Kongre, ilk olarak uluslararası ölçü birimlerini kurdu ve her birine büyük bir fizikçinin onuruna bir isim verdi. Bu isimlerin çoğu hala korunmaktadır: volt, ohm, amper, joule, vb.

1935'te birçok bükülme ve dönüş, metre, kilogram-kütle, saniye ve ohm temel birimlerini alan uluslararası Georgie sistemi veya MKSQ tanıtıldı.

Birimlerin "sistemleri", ilk olarak Fourier tarafından analitik ısı teorisinde (1822) uygulanan ve içlerinde kullanılan tanımlamaları belirleyen Maxwell tarafından yayılan "boyut formülleri" ile ilişkilidir. Tüm fenomenleri mekanik modellerin yardımıyla açıklama arzusuna dayanan geçen yüzyılın metrolojisi, doğanın sırlarının anahtarı olarak daha fazla ve daha az görmek istemediği boyut formüllerine büyük önem verdi. . Aynı zamanda, neredeyse dogmatik nitelikte bir dizi ifade ortaya atıldı. Yani, neredeyse zorunlu bir dogma, üç temel değerin olması gerekliliğiydi. Ancak yüzyılın sonunda, boyut formüllerinin tamamen geleneksel olduğunu anlamaya başladılar ve bunun sonucunda boyut teorilerine olan ilgi giderek azalmaya başladı.

Çözüm

Münih Üniversitesi'nde fizik profesörü E. Lommel, 1895'te bilim adamının anıtı açıldığında Ohm'un araştırmasının önemi hakkında iyi konuştu:

"Ohm'un keşfi, önünde karanlıkta kalan elektrik alanını aydınlatan parlak bir meşaleydi. Ohm, anlaşılmaz gerçeklerin aşılmaz ormanından geçen tek doğru yolu gösterdi. Elektrik mühendisliğinin gelişimindeki dikkate değer ilerlemeler, ki bizde var. Son yıllarda şaşkınlıkla izlenen, ancak Ohm'un keşfi temelinde elde edilebilirdi.Yalnızca o, doğanın güçlerine hükmedebilir ve onları kontrol edebilir, doğanın yasalarını çözebilecek olan Om, doğanın sırrını doğadan kaptı. çok uzun süre saklandı ve çağdaşlarına teslim etti. "

Kullanılan kaynakların listesi

Dorfman Ya.G. Dünya fizik tarihi... M., 1979 Om G. Metallerin temas elektriği ilettiği yasanın belirlenmesi. - Kitapta: Fizik biliminin klasikleri. M., 1989

Ansiklopedi Yüz kişi. Bu dünyayı değiştirdi. Ohm.

AM Prohorov Fiziksel ansiklopedik sözlük, M., 1983

Orier J. Fizik, t. 2.M., 1981

Giancoli D. Fizik, t. 2.M., 1989

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

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

Allbest.ru'da yayınlandı

benzer belgeler

Isaac Newton'un "Evrensel Yerçekimi Yasasını" keşfinin tarihi, bu keşiften önceki olaylar. Kanunun özü ve uygulama sınırları. Kepler yasalarının formüle edilmesi ve bunların gezegenlerin, doğal ve yapay uydularının hareketine uygulanması.

sunum 25.07.2010 tarihinde eklendi


Sabit kuvvetin etkisi altında vücut hareketinin incelenmesi. Harmonik osilatör denklemi. Matematiksel bir sarkacın salınımının açıklaması. Gezegenlerin güneş etrafındaki hareketi. Diferansiyel denklem çözümü. Kepler yasasının uygulanması, Newton'un ikinci yasası.

özet 24/08/2015 eklendi


Evrensel yerçekimi yasasının keşfinin tarihi. Johannes Kepler, güneş etrafındaki gezegensel hareket yasasının kaşiflerinden biri olarak. Cavendish deneyinin özü ve özellikleri. Karşılıklı çekim kuvveti teorisinin analizi. Kanunun uygulanabilirliğinin ana sınırları.

sunum eklendi 03/29/2011


"Arşimet Yasasını" incelemek, Arşimet kuvvetini belirlemek için deneyler yapmak. Yer değiştiren sıvının kütlesini bulmak ve yoğunluğunu hesaplamak için formüllerin türetilmesi. Sıvılar ve gazlar için "Arşimet Yasası"nın uygulanması. Bu konuda bir dersin metodik gelişimi.

ders özeti, eklendi 09/27/2010


Newton hakkında biyografik bilgiler - büyük İngiliz fizikçi, matematikçi ve astronom, eserleri. Bilim insanının araştırma ve keşifleri, optik ve renk teorisi deneyleri. Newton'un Boyle-Mariotte yasasına dayanan bir gazdaki ses hızının ilk sonucu.

08/26/2015 tarihinde eklenen sunum


Manyetik anomalinin nedeninin incelenmesi. Dünyanın manyetik alanının yatay bileşenini belirleme yöntemleri. Bio-Savart-Laplace yasasının uygulanması. Teğet-galvanometre bobinine enerji verildikten sonra okun dönme nedeninin belirlenmesi.

deneme, 06/25/2015 eklendi


Newton'un temel yasalarının tanımı. Üzerinde diğer cisimlerin telafi edilen eylemleri altında bir cisim tarafından dinlenme veya düzgün hareket durumunun korunmasına ilişkin birinci yasanın özellikleri. Bir cismin ivme yasasının ilkeleri. Atalet referans sistemlerinin özellikleri.

sunum eklendi 16/12/2014


Kepler'in gezegenler için hareket yasaları, kısa açıklamaları. I. Newton tarafından Evrensel Yerçekimi Yasasının keşfinin tarihi. Evrenin bir modelini yaratma girişimleri. Yerçekimi etkisi altında cisimlerin hareketi. Yerçekimi çekim kuvvetleri. Dünyanın yapay uyduları.

özet, 25.07.2010 eklendi


Dirençlerin paralel bağlanması ve birinci Kirchhoff yasası ile oranların doğruluğunu kontrol etme. Alıcıların direncinin özellikleri. Çeşitli bağlantılar için voltaj ve akımı hesaplama metodolojisi. Ohm yasasının site ve tüm zincir için özü.

laboratuvar çalışması, eklendi 01/12/2010


Doğada temel etkileşimler. Elektrik yüklerinin etkileşimi. Elektrik yükü özellikleri. Elektrik yükünün korunumu yasası. Coulomb yasası formülasyonu. Coulomb yasasının vektör formu ve fiziksel anlamı. Üstüste binme ilkesi.

Ohm Yasası, 1826'da Alman fizikçi Georg Ohm tarafından keşfedildi ve o zamandan beri elektrik mühendisliği alanında teori ve pratikte yaygın olarak uygulandı. Hemen hemen her elektrik devresi için hesaplamalar yapmanın mümkün olduğu iyi bilinen bir formülle ifade edilir. Bununla birlikte, Ohm'un AC yasası, reaktif elemanların varlığı ile belirlenen DC bağlantılarından kendi özelliklerine ve farklılıklarına sahiptir. Çalışmasının özünü anlamak için, elektrik devresinin ayrı bir bölümünden başlayarak, basitten karmaşığa tüm zinciri gözden geçirmeniz gerekir.

Bir devrenin bir bölümü için Ohm yasası

Ohm yasasının, elektrik devreleri için çeşitli seçenekler için çalıştığı kabul edilir. Hepsinden önemlisi, bir DC veya AC devresinin ayrı bir bölümüne uygulanan I = U / R formülü ile bilinir.

Amper cinsinden ölçülen akım (I), volt cinsinden ölçülen voltaj (U) ve ohm cinsinden ölçülen direnç (R) gibi tanımları içerir.

Bu formülün yaygın tanımı, iyi bilinen konseptle ifade edilir: akım gücü, voltajla doğru orantılı ve devrenin belirli bir bölümündeki dirençle ters orantılıdır. Voltaj artarsa, akım gücü de artar ve aksine dirençteki artış akımı azaltır. Bu segmentteki direnç sadece birinden değil, birbirine bağlı birkaç elemandan da oluşabilir.

Ohm'un doğru akım kanunu formülü, genel şekilde gösterilen özel bir üçgen kullanılarak kolayca ezberlenebilir. Her biri ayrı bir parametre içeren üç bölüme ayrılmıştır. Böyle bir ipucu, istenen değeri hızlı ve kolay bir şekilde bulmanızı sağlar. İstenilen gösterge bir parmakla kapatılır ve kalanlarla işlemler birbirlerine göre konumlarına bağlı olarak gerçekleştirilir.

Aynı seviyede bulunuyorlarsa, çarpılmaları gerekir ve farklı seviyelerde iseler, üst parametre alt olana bölünür. Bu yöntem, acemi elektrik mühendisleri için hesaplamalarda karışıklığı önlemeye yardımcı olacaktır.

Tam bir devre için Ohm yasası

Bir segment ile bütün bir zincir arasında belirli farklılıklar vardır. Akım veya gerilim kaynağının kendisinde bulunan genel devrenin bir kısmı, bir bölüm veya segment olarak kabul edilir. Bir akım kaynağına farklı şekillerde bağlanan bir veya daha fazla elemandan oluşur.

Tam devre sistemi, pilleri, farklı yük türlerini ve bunları birbirine bağlayan kabloları içeren genel bir çok zincirli sistemdir. Ayrıca Ohm yasasına göre çalışır ve alternatif akım da dahil olmak üzere pratikte yaygın olarak kullanılır.

Ohm yasasının tam bir DC devresinde çalışma prensibi, basit bir deney yapılırken açıkça görülebilir. Şekilde gösterildiği gibi, bunun için elektrotlarında U gerilimi, herhangi bir sabit direnç R ve bağlantı telleri olan bir akım kaynağı gerekir. Direnç olarak sıradan bir akkor lamba alabilirsiniz. Filamenti boyunca, I = U / R formülüne göre metal iletken içinde hareket eden elektronlar tarafından oluşturulan bir akım akacaktır.

Ortak devre sistemi, direnç, bağlantı telleri ve pil kontaklarını içeren bir dış bölümden ve güç kaynağının elektrotları arasında yer alan bir iç bölümden oluşacaktır. Pozitif ve negatif yüklü iyonların oluşturduğu bir akım da iç kısımdan geçecektir. Katot ve anot, artı ve eksi yükleri biriktirmeye başlayacak ve daha sonra aralarında ortaya çıkacaktır.

İyonların tam hareketi, harici devreye giden akımı sınırlayan ve gücünü belirli bir sınıra indiren pilin r iç direnci tarafından engellenecektir. Sonuç olarak, ortak devredeki akım, iç ve dış devrelerin içinden geçerek dönüşümlü olarak bölümlerin toplam direncini (R + r) aşar. Akımın boyutu, elektromotor kuvveti - E sembolü ile gösterilen elektrotlara uygulanan EMF gibi bir kavramdan etkilenir.

EMF değeri, harici devre bağlı değilken bir voltmetre kullanılarak akü terminallerinde ölçülebilir. Yükü bağladıktan sonra voltmetrede U gerilimi belirir.Böylece yük kesildiğinde U=E,dış devre bağlandığında U< E.

EMF, tam bir devrede yüklerin hareketine ivme kazandırır ve I = E / (R + r) akım gücünü belirler. Bu formül, tam bir DC elektrik devresi için Ohm yasasını yansıtır. İç ve dış konturların işaretleri, içinde açıkça görülebilir. Yükün bağlantısı kesilirse, yüklü parçacıklar akünün içinde hareket etmeye devam eder. Bu fenomene, katot metal parçacıklarının gereksiz tüketimine yol açan kendi kendine deşarj akımı denir.

Güç kaynağının iç enerjisinin etkisi altında, direnç ısınmaya ve elemanın dışında daha fazla dağılmasına neden olur. Yavaş yavaş, pil şarjı herhangi bir kalıntı bırakmadan tamamen kaybolur.

Alternatif akım devresi için Ohm yasası

Ohm yasası, AC devreleri için farklı görünecektir. I = U / R formülünü temel alırsak, aktif direnç R'ye ek olarak, reaktif olanlarla ilgili endüktif XL ve kapasitif XC dirençleri eklenir. Bu tür elektrik devreleri, yalnızca bir aktif dirence sahip bağlantılardan çok daha sık kullanılır ve herhangi bir seçeneği hesaplamanıza izin verir.

Bu aynı zamanda ağın döngüsel frekansı olan ω parametresini de içerir. Değeri ω = 2πf formülü ile belirlenir, burada f bu ağın frekansıdır (Hz). Sabit akımda bu frekans sıfır olacak ve kapasitans sonsuz bir değer alacaktır. Bu durumda DC elektrik devresi kopacaktır, yani reaktans yoktur.

Bir AC devresi, voltaj kaynağı dışında bir DC devresinden farklı değildir. Genel formül aynı kalır, ancak reaktif elementlerin eklenmesiyle içeriği tamamen değişecektir. f parametresi artık sıfır olmayacak, bu da reaktansın varlığını gösterir. Ayrıca devrede akan akımı da etkiler ve rezonansa neden olur. Z sembolü, döngü empedansını belirtmek için kullanılır.

İşaretlenen değer, aktif dirence, yani Z ≠ R'ye eşit olmayacaktır. Alternatif akım için Ohm yasası şimdi I = U / Z formülüne benzeyecektir. Bu özelliklerin bilinmesi ve formüllerin doğru kullanımı, elektrik sorunlarına yanlış çözümlerden kaçınmaya ve ayrı devre elemanlarının arızalanmasını önlemeye yardımcı olacaktır.