Закон Ома. Герг Симон Ом

Провідник- Це просто пасивна складова частина електричного ланцюга. Таку думкупревалювало аж до сорокових років дев'ятнадцятого століття. Так навіщо даремновитрачати час на його дослідження?

Однимз перших учених, які зайнялися питанням провідності провідників, був СтефаноМаріаніні (1790-1866). До свого відкриття він прийшов випадково, вивчаючи напругабатарей. Стефано зауважив, що зі збільшенням числа елементів вольтова стовпаелектромагнітне вплив на стрілку не збільшується помітним чином. Цезмусило Маріаніні одразу ж подумати, що кожен вольтів елемент представляєсобою перешкоду для проходження струму.

Вінпровів досліди з парами В«активнимиВ» і В«неактивнимиВ» (тобто складаються з двохмідних пластинок, розділених вологою прокладкою) і дослідним шляхом знайшоввідношення, в якому сучасний читач дізнається окремий випадок закону Ома, колиопір зовнішнього ланцюга не береться до уваги, як це і було в досвідіМаріаніні.Ом визнавав заслуги Маріаніні, хоча його праці і не сталибезпосередньою допомогою в роботі.

Георг Симон Ом (1789-1854) народився вЕрлангені, в сім'ї потомственого слюсаря. Роль батька у вихованні хлопчика булавеличезною, і, мабуть, він усім тим, чого добився в житті, зобов'язаний батькові. Післязакінчення школи Георг вступив в міську гімназію.

ГімназіяЕрлангена курирувалася університетом і являла собою навчальний заклад, відповіднетого часу. Успішно закінчивши гімназію, Георг навесні 1805 приступив довивчення математики, фізики та філософії на філософському факультеті Ерлангенськогоуніверситету. Провчившись три семестри, Ом прийняв запрошення зайняти місцевчителя математики у приватній школі швейцарського містечка Готтштадта.

В1809 Георгу було запропоновано звільнити місце і прийняти запрошення напосаду викладача математики в місто Нейштадт. Іншого виходу не було, ідо Різдва він перебрався на нове місце. Але мрія закінчити університет непокидає Ома. У 1811 році він повертається в Ерланген. Самостійні заняттяОма були на-основи світобудови 75 стільки плідними, що він у тому ж роцізміг закінчити університет, успішно захистити дисертацію та отримати ступіньдоктора філософії.

Відразуж по закінченні університету йому було запропоновано посаду приват-доцентакафедри математики цього ж університету. Викладацька робота цілкомвідповідала бажанням і здібностям Ома. Але, пропрацювавши всього три семестри,він з матеріальних міркувань, які майже все життя переслідували його, змушенийбув підшукувати більш оплачувану посаду. Королівським рішенням від 16Грудень 1812 Ом був призначений вчителем математики і фізики школи вБамберзі.

Влютому 1816 року реальна школа в Бамберзі була закрита. Вчителю математикизапропонували за ту ж плату проводити заняття в переповнених класах місцевоїпідготовчої школи. Втративши всяку надію знайти підходящувикладацьку роботу, зневірений доктор філософії несподівано отримуєпропозиція зайняти місце вчителя математики і фізики в єзуїтській колегіїКельна. Він негайно виїжджає до місця майбутньої роботи.

Тут,в Кельні, він пропрацював дев'ять років. Саме тут він В«перетворивсяВ» з математикав фізика. Наявність вільного часу сприяло формуванню Ома якфізика-дослідника. Він із захопленням віддається новій роботі, просиджуючи довгігодинник в майстерні колегії і в сховище приладів.

Омзайнявся дослідженнями електрики. Він почав свої експериментальнідослідження з визначення відносних величин провідності різнихпровідників. Застосувавши метод, який став тепер класичним, він підключавпослідовно між двома точками ланцюга тонкі провідники з різнихматеріалів однакового діаметру і змінював їх довжину так, щоб виходилапевна величина струму.

Якпише В.В. Кошманов, В«Ом знав про появу робіт Барлоу і Беккереля, в якихбули описані експериментальні пошуки закону електричних ланцюгів. Знав він і прорезультати, до яких прийшли ці дослідники. Хоча й Ом, і Барлоу, іБеккерель в якості реєструючого приладу використовували магнітну стрілку, дотримувалисяособливу ретельність у з'єднанні ланцюга і джерело електричного струму в принципібув однією і тією ж конструкції, проте отримані ними результати булирізними.

Істиназавзято вислизала від дослідників. Необхідно було, перш за все, усунутинайзначніший джерело похибок, яким, на думку Ома, булагальванічна батарея. Вже в своїх перших дослідах Ом зауважив, що магнітнедія струму при замиканні ланцюга довільної дротом зменшується зічасом ...

Цезниження практично не припинялося з плином часу, і ясно було, щозайматися пошуком закону електричних ланцюгів при такому положенні справбезглуздо. Потрібно було або використовувати інший тип генератора електричноїенергії з вже наявних, або створювати новий, або розробляти схему, вякої зміна ЕРС не позначалося б на результатах досвіду. Ом пішов попершому шляху В».

Післяопублікування першої статті Ома Поггендорф порадив йому відмовитися відхімічних елементів і скористатися краще термопарою мідь - вісмут, незадовгодо цього введеної Зеєбека.

Омприслухався до цієї поради і повторив свої досліди, зібравши установку зтермоелектричної батареєю, в зовнішню ланцюг якої включалися послідовновісьмома мідними дротів однакового діаметру, але різної довжини.

Силуструму він вимірював за допомогою свого роду крутильних ваг, утворених магнітноюстрілкою, підвішеній на металевої нитки. Коли струм, паралельний стрілкою, відхилявїї, Ом закручував нитку, на якій вона була підвішена, поки стрілка невиявлялася в своєму звичайному положенні; сила струму вважалася пропорційноюрозі, на який закручувалася нитку.

Омприйшов до висновку, що результати дослідів, проведених з вісьмома різнимидротами, можуть бути виражені рівнянням - частка від а, діленого на х + у,де х означає інтенсивність магнітного дії провідника, довжина якогодорівнює х, а а і в - константи, що залежать відповідно від збудливою сили івід опору інших частин ланцюга.

Умовидосвіду мінялися: замінялися опору і термоелектричні пари, алерезультати все одно зводилися до наведеної вище формулою, яка дуже простопереходить у відому нам, якщо замінити х силою струму, а - електрорушійноїсилою і в + х - загальним опором ланцюга.

Омпроводить досліди і з чотирма латунними дротами - результат той же. В«Звідсивипливає важливий висновок, - пише Кошманов, - що знайдена Омом формула, що зв'язуєфізичні величини, що характеризують процес протікання струму в провіднику, справедливане тільки для провідників з міді. За цією формулою можна розраховуватиелектричні ланцюги незалежно від матеріалу провідників, використовуваних прицьому ...

... Крімтого, Ом встановив, що постійна в не залежить ні від збудливою сили, ні віддовжини включеної дроту. Цей факт дає підставу стверджувати, що величина вхарактеризує неизменяемую частина ланцюга. А так як складання в знаменникуотриманої формули можливе лише для величин однакових найменувань, то, отже,постійна в, укладає Ом, повинна характеризувати провідність незмінноїчастини ланцюга.

Внаступних дослідах Ом вивчав вплив температури провідників на їхопір. Він вносив досліджувані провідники в полум'я, поміщав їх у воду зтовченим льодом і переконувався, що електрична провідність провідниківзменшується з підвищенням температури і збільшується з пониженням її В».

Отримавшисвою знамениту формулу, Ом користується нею для вивчення дії мультиплікатораШвейггера на відхилення стрілки і для вивчення струму, який проходить підзовнішній ланцюга батареї елементів, в залежності від того, як вони з'єднані -послідовно або паралельно. Таким чином, він пояснює, чим визначаєтьсязовнішній струм батареї, - питання, яке було досить темним для першихдослідників.

З'являєтьсяв світ знаменита стаття Ома В«Визначення закону, за яким метали проводятьконтактне електрику, разом з начерком теорії вольтаіческого апарату тамультиплікатора Швейггера В», що вийшла в 1826 році вВ« Журналі фізики та хімії В»

Появастатті, що містить результати експ...ериментальних досліджень в областіелектричних явищ, не справило враження на вчених. Ніхто з них навіть неміг припустити, що встановлений Омом закон електричних ланцюгів являєсобою основу для всіх електротехнічних розрахунків майбутнього.

В1827 році в Берліні він опублікував свою головну працю В«Гальванічна ланцюг, розробленаматематично В». Ом надихався в своїх дослідженнях роботою В«Аналітичнатеорія тепла В»(1822) Жана Батіста Фур'є (1768-1830).

Вченийзрозумів, що механізм В«теплового потокуВ», про який говорить Фур'є, можнауподібнити електричному струму в провіднику. І подібно до того, як в теорії Фур'єтепловий потік між двома тілами або між двома точками одного і того ж тілапояснюється різницею температур, точно так само Ом пояснює різницею В«електроскопіческіхсил В»у двох точках провідника виникнення електричного струму між ними.

Омвводить поняття і точні визначення електрорушійної сили, абоВ«Електроскопіческой силиВ», за висловом самого вченого, електропровідності ісили струму. Висловивши виведений ним закон в диференціальній формі, наведенійсучасними авторами, Ом записує його і в кінцевих величинах для приватнихвипадків конкретних електричних ланцюгів, з яких особливо важливатермоелектрична ланцюг. Виходячи з цього, він формулює відомі законизміни електричної напруги вздовж ланцюга.

Алетеоретичні дослідження Ома також залишилися непоміченими Теоретичнаробота Ома розділила долю роботи, що містить його експериментальнідослідження. Науковий світ як і раніше вичікував.

Тількив 1841 році робота Ома була перекладена на англійську мову, в 1847 році - наіталійський, у 1860 році - на французьку. Раніше всіх з зарубіжних вченихзакон Ома визнали російські фізики Ленц та Якобі. Вони допомогли і йогоміжнародного визнання. За участю російських фізиків, 5 травня 1842Лондонське Королівське товариство нагородило Ома золотою медаллю і обрало своїмчленом Ом став лише другим вченим Німеччини, удостоєним такої честі.

Дужеемоційно відгукнувся про заслуги німецького вченого його американський колега ДжГенрі В«Коли я перший раз прочитав теорію Ома, - писав він, - то вона меніздалася блискавкою, раптом освітити кімнату, занурену в морок В»

Прозначенні досліджень Ома точно сказав професор фізики Мюнхенськогоуніверситету Є. Ломмель при відкритті пам'ятника вченому в 1895 році «³дкриттяОма було яскравим факелом, висвітлити ту область електрики, яка до ньогобула оповита мороком.

Омвказав єдино правильний шлях через непрохідний ліс незрозумілих фактів.Чудові успіхи в розвитку електротехніки, за якими ми з подивомспостерігали в останні десятиліття, могли бути досягнуті тільки на основівідкриття Ома. Лише той в змозі панувати над силами природи іуправляти ними, хто зуміє розгадати закони природи. Ом вирвав у природи такдовго приховувану таємницю і передав її в руки сучасників В».

Список літератури

СамінаД. К. "Сто великих наукових відкриттів"., М.: "Віче", 2002 р.

Дляпідготовки даної роботи були використані матеріали з сайту .electrolibrary.info