|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ВАЖЛИВІ НАУКОВІ ВІДКРИТТЯ
Закон Ома. Історія та суть наукового відкриття
Довідник / Найважливіші наукові відкриття Провідник – це просто пасивна складова частина електричного кола. Така думка переважала аж до сорокових років дев'ятнадцятого сторіччя. То навіщо даремно витрачати час на його дослідження? Одним із перших учених, які зайняти питанням провідності провідників, був Стефано Маріаніні (1790-1866). До відкриття він прийшов випадково, вивчаючи напругу батарей. Стефано зауважив, що зі збільшенням числа елементів Вольтова стовпа електромагнітна дія на стрілку не збільшується помітним чином. Це змусило Маріаніні відразу ж подумати, що кожен вольтовий елемент є перешкодою для проходження струму. Він провів досліди з парами "активними" і "неактивними" (тобто що складаються з двох мідних пластинок, розділених вологою прокладкою) і досвідченим шляхом знайшов відношення, в якому сучасний читач дізнається окремий випадок закону Ома, коли опір зовнішнього ланцюга не приймається у увага, як це й було у досвіді Маріаніні. Ом визнавав заслуги Маріаніні, хоча його праці не стали безпосередньою допомогою у роботі. Георг Сімон Ом (1789-1854) народився в Ерлангені, в сім'ї спадкового слюсаря. Роль батька у вихованні хлопчика була величезною, і, мабуть, він усім тим, чого досяг у житті, зобов'язаний батькові. Після закінчення школи Георг вступив до міської гімназії. Гімназія Ерлангена займалася університетом і була навчальним закладом, відповідним на той час. Успішно закінчивши гімназію, Георг навесні 1805 приступив до вивчення математики, фізики та філософії на філософському факультеті Ерлангенського університету. Провчившись три семестри, Ом прийняв запрошення зайняти місце вчителя математики у приватній школі швейцарського містечка Готтштадта. У 1809 році Георгу було запропоновано звільнити місце та прийняти запрошення на посаду викладача математики у місто Нейштадт. Іншого виходу не було, і до Різдва він перебрався на нове місце. Але мрія закінчити університет не залишає Ома. У 1811 він повертається в Ерланген. Самостійні заняття Ома були настільки плідними, що він того ж року зміг закінчити університет, успішно захистити дисертацію та здобути ступінь доктора філософії. Відразу після закінчення університету йому було запропоновано посаду приват-доцента кафедри математики цього університету. Викладацька робота цілком відповідала бажанням та здібностям Ома. Але, пропрацювавши всього три семестри, він з матеріальних міркувань, які майже все життя переслідували його, змушений був підшукувати більш оплачувану посаду. Королівським рішенням від 16 грудня 1812 року Ом був призначений учителем математики та фізики школи в Бамберзі. У лютому 1816 реальна школа в Бамберзі була закрита. Вчителю математики запропонували за ту ж плату проводити заняття у переповнених класах місцевої підготовчої школи. Втративши всяку надію знайти відповідну викладацьку роботу, доктор філософії, що зневірився, несподівано отримує пропозицію зайняти місце вчителя математики і фізики в єзуїтській колегії Кельна. Він негайно виїжджає до місця майбутньої роботи. Тут, у Кельні, він працював дев'ять років. Саме тут він "перетворився" з математика на фізика. Наявність вільного часу сприяла формуванню Ома як фізика-дослідника. Він із захопленням віддається новій роботі, просиджуючи довгий годинник у майстерні колегії та у сховищі приладів. Він зайнявся дослідженнями електрики. Він розпочав свої експериментальні дослідження з визначення відносних величин провідності різних провідників. Застосувавши метод, який став класичним, він підключав послідовно між двома точками ланцюга тонкі провідники з різних матеріалів однакового діаметра і змінював їх довжину так, щоб виходила певна величина струму. Як пише В.В. Кошманов, "Ом знав про появу робіт Барлоу та Беккереля, в яких були описані експериментальні пошуки закону електричних кіл. Знав він і про результати, до яких прийшли ці дослідники. Хоча і Ом, і Барлоу, і Беккерель як реєструючий прилад використовували магнітну стрілку , дотримувалися особливої ретельності в з'єднанні ланцюга і джерело електричного струму в принципі було однієї і тієї ж конструкції, однак отримані ними результати були різними. Необхідно було, перш за все, усунути найбільше джерело похибок, яким, на думку Ома, була гальванічна батарея. Вже у перших дослідах Ом зауважив, що магнітна дія струму при замиканні ланцюга довільним дротом зменшується з часом. Це зниження практично не припинялося з часом, і ясно було, що пошук закону електричних ланцюгів за такого стану справ безглуздо. Потрібно було або використовувати інший тип генератора електричної енергії з наявних, або створювати новий, або розробляти схему, в якій зміна ЕРС не позначалося б на результатах досвіду. Ом пішов першим шляхом". Після опублікування першої статті Ома Поггендорф порадив йому відмовитися від хімічних елементів і скористатися краще термопарою мідь - вісмут, незадовго до цього введений Зеєбеком. Ом прислухався до цієї поради і повторив свої досліди, зібравши установку з термоелектричною батареєю, до зовнішнього ланцюга якої включалися послідовно вісім мідних дротів однакового діаметра, але різної довжини. Силу струму він вимірював за допомогою свого роду крутильних терезів, утворених магнітною стрілкою, підвішеною на металевій нитці. Коли струм, паралельний стрілці, відхиляв її, Ом закручував нитку, на якій вона була підвішена, доки стрілка не опинялася у своєму звичайному положенні; сила струму вважалася пропорційною до кута, на який закручувалась нитка. Ом дійшов висновку, що результати дослідів, проведених з вісьмома різними дротами, можуть бути виражені рівнянням - приватне від а, поділеного на х + в, Де х означає інтенсивність магнітної дії провідника, довжина якого дорівнює х, а а и в - константи, залежні відповідно від збудливої сили та від опору інших частин ланцюга. Умови досвіду змінювалися: замінювалися опори та термоелектричні пари, але результати все одно зводилися до наведеної вище формули, яка дуже просто переходить у відому нам, якщо замінити х силою струму, а - електрорушійною силою та в + х - Спільним опором ланцюга. Ом проводить досліди і з чотирма латунними дротиками - результат той самий. "Звідси випливає важливий висновок, - пише Кошманов, - що знайдена Омом формула, що зв'язує фізичні величини, що характеризують процес протікання струму у провіднику, справедлива не тільки для провідників з міді. За цією формулою можна розраховувати електричні ланцюги незалежно від матеріалу провідників, які використовуються при цьому ... ...Крім того, Ом встановив, що постійна не залежить ні від збудливої сили, ні від довжини включеного дроту. Цей факт дає підставу стверджувати, що величина характеризує незмінну частину ланцюга. А оскільки додавання в знаменнику отриманої формули можливе тільки для величин однакових найменувань, то, отже, постійна, укладає Ом, повинна характеризувати провідність незмінної частини ланцюга. У наступних дослідах Ом вивчав вплив температури провідників з їхньої опір. Він вносив досліджувані провідники в полум'я, поміщав їх у воду з товченим льодом і переконувався, що електрична провідність провідників зменшується з підвищенням температури та збільшується зі зниженням її. Отримавши свою знамениту формулу, Ом користується нею вивчення дії мультиплікатора Швейггера на відхилення стрілки й у вивчення струму, що відбувається у зовнішньої ланцюга батареї елементів, залежно від цього, як вони з'єднані - послідовно чи паралельно. Таким чином, він пояснює, чим визначається зовнішній струм батареї, - питання, яке було досить темним для перших дослідників. З'являється у світ знаменита стаття Ома "Визначення закону, за яким метали проводять контактну електрику, разом з начерком теорії вольтаїчного апарату та мультиплікатора Швейггера", що вийшла в 1826 в "Журналі фізики та хімії". Поява статті, що містить результати експериментальних досліджень у галузі електричних явищ, не справила враження на вчених. Ніхто з них навіть не міг припустити, що встановлений Омом закон електричних кіл є основою для всіх електротехнічних розрахунків майбутнього. У 1827 році в Берліні він опублікував свою головну працю "Гальванічний ланцюг, розроблений математично". Він надихався у своїх дослідженнях роботою "Аналітична теорія тепла" (1822) Жана Батіста Фур'є (1768–1830). Вчений зрозумів, що механізм "теплового потоку", про який говорить Фур'є, можна уподібнити до електричного струму в провіднику. І подібно до того, як у теорії Фур'є тепловий потік між двома тілами або між двома точками одного і того ж тіла пояснюється різницею температур, так само Ом пояснює різницею "електроскопічних сил" у двох точках провідника виникнення електричного струму між ними. Ом вводить поняття та точні визначення електрорушійної сили, або "електроскопічної сили", за висловом самого вченого, електропровідності та сили струму. Виразивши виведений ним закон у диференціальній формі, що наводиться сучасними авторами, Ом записує його і в кінцевих величинах для окремих випадків конкретних електричних ланцюгів, з яких особливо важлива термоелектричний ланцюг. Виходячи з цього він формулює відомі закони зміни електричної напруги вздовж ланцюга. Але теоретичні дослідження Ома також залишилися непоміченими. Теоретична робота Ома розділила долю роботи, що містить його експериментальні дослідження. Науковий світ, як і раніше, вичікував. Тільки у 1841 році робота Ома була перекладена англійською мовою, у 1847 році – на італійську, у 1860 році – на французьку. Раніше за всіх із зарубіжних учених закон Ома визнали російські фізики Ленц та Якобі. Вони допомогли та його міжнародному визнанню. За участю російських фізиків, 5 травня 1842 року Лондонське Королівське суспільство нагородило Ома золотою медаллю і обрало своїм членом Ом став лише другим ученим Німеччини, удостоєним такої честі. Дуже емоційно відгукнувся про заслуги німецького вченого його американського колега Дж Генрі "Коли я вперше прочитав теорію Ома, - писав він, - то вона мені здалася блискавкою, що раптом осяяла кімнату, занурену в морок". Про значення досліджень Ома точно сказав професор фізики Мюнхенського університету Е. Ломмель при відкритті пам'ятника вченому в 1895 році. Чудові успіхи в розвитку електротехніки, за якими ми з подивом спостерігали в останні десятиліття, могли бути досягнуті тільки на основі відкриття Ома.Тільки той може панувати над силами природи і керувати ними, хто зуміє розгадати закони природи. таємницю і передав її до рук сучасників". Автор: Самін Д.К.
▪ Рентгенівське випромінювання ▪ Лінгвістична теорія Гумбольдта
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Енергетично ефективні чіпи i.MX7 від Freescale ▪ Нові мініатюрні кварцові резонатори у корпусі SMD ▪ Знайдено метод значного збільшення сил оптичної взаємодії
▪ розділ сайту Радіоприйом. Добірка статей ▪ стаття Вічний жид. Крилатий вислів ▪ стаття В офісі якої компанії 1 квітня одного разу загубився справжній пітон? Детальна відповідь ▪ стаття Бортоператор із перевірки магістральних трубопроводів. Посадова інструкція ▪ стаття Управління модулем Ke-USB24A з Excel. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Вода не виливається із пляшки. Фізичний експеримент
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page