Законът на Ом. Георг Ом

Проводникът е просто пасивна част от електрическа верига. Това мнение преобладава до четиридесетте години на XIX век. Така че защо да губите време да го изследвате?

Един от първите учени, които се занимават с въпроса за проводимостта на проводниците, е Стефано Марианини (1790-1866). Той стигна до откритието си случайно, изучавайки напрежението на батериите. Стефано забеляза, че с увеличаване на броя на елементите във Волтаевата колона електромагнитният ефект върху иглата не се увеличава значително. Това накара Марианини веднага да помисли, че всеки волтов елемент представлява пречка за преминаването на тока. Той проведе експерименти с двойки „активен“ и „неактивен“ (т.е. състоящ се от две медни плочи, разделени от влажна подложка) и емпирично откри връзката, в която съвременният читател ще разпознае частен случай на закона на Ом, когато съпротивлението на външна верига не се взема под внимание, както беше в опита на Марианини.

Ом признава заслугите на Марианини, въпреки че творбите му не се превръщат в пряка помощ в работата.

Георг Симон Ом (1789-1854) е роден в Ерланген, син на наследствен ключар. Ролята на бащата във възпитанието на момчето беше огромна и може би той дължи всичко, което е постигнал в живота на своя баща. След напускането на училище Георг влезе в градската гимназия. Гимназия Ер-Ланген е била под надзора на университета и е била образователна институция, съответстваща на това време.

Успешно завършвайки гимназия, Георг през пролетта на 1805 г. започва да учи математика, физика и философия във Философския факултет на университета в Ерланген.

След като учи в продължение на три семестъра, Ом прие покана да заеме мястото на учител по математика в частно училище в швейцарския град Готщат. През 1809 г. Георг е помолен да освободи мястото си и да приеме покана за поста учител по математика в град Нойштадт. Нямаше друг избор и до Коледа той се беше преместил на ново място. Но мечтата на Ом да завърши университет не напуска. През 1811 г. се завръща в Ерланген. Независимите проучвания на Ом бяха върху основите на Вселената
толкова плодотворна, че през същата година той успя да завърши университета, да защити успешно дисертацията си и да получи докторска степен. Веднага след дипломирането му е предложена длъжността асистент в катедрата по математика на същия университет.

Преподавателската работа съвпадаше с желанията и способностите на Ом. Но след като е работил само три семестъра, поради материални причини, които са го преследвали почти през целия му живот, той е принуден да търси по-платена позиция.

Загубил всякаква надежда да намери подходяща учителска работа, отчаян доктор на науките неочаквано получава предложение да заеме мястото на учител по математика и физика в йезуитския колеж в Кьолн. Той веднага заминава за мястото на бъдещата работа.

Тук в Кьолн той работи девет години. Именно тук той се „превърна“ от математик във физика. Свободното време помогна да се оформи Ом като изследователски физик. Той ентусиазирано се отдава на нова работа, седейки дълги часове в работилницата на колежа и в съхранението на устройства.

Ом започна да изследва електричеството. Той започва своите експериментални изследвания с определяне на относителните стойности на проводимостта на различни проводници. Използвайки метод, който вече е станал класически, той свързва последователно между две точки на веригата тънки проводници от различни материали с един и същ диаметър и променя дължината им, така че да се получи определена стойност на тока.

Според В.В. Кошманов, „Ом знаеше за появата на произведенията на Барлоу и Бекерел, които описваха експерименталното търсене на закона на електрическите вериги. Той също така знаеше за резултатите, до които стигнаха тези изследователи. Въпреки че Ohm, Barlow и Becquerel използват магнитна игла като записващо устройство, те полагат специални грижи при свързването на веригата и източникът на електрически ток по принцип е с еднакъв дизайн, но резултатите им са различни. Истината упорито се изплъзваше на изследователите.

На първо място беше необходимо да се елиминира най-значимият източник на грешки, който според Ohm беше галванична батерия.

Още в първите си експерименти Ом забелязва, че магнитният ефект на тока, когато веригата е затворена с произволен проводник, намалява с времето.

Този спад на практика не спира с течение на времето и беше ясно, че е безсмислено да се търси законът за електрическите вериги при такова състояние на нещата. Необходимо беше или да се използва друг тип генератор на електрическа енергия от съществуващите, или да се създаде нов, или да се разработи схема, при която промяната в ЕМП няма да повлияе на резултатите от експеримента. Ом пое по първия път ".

Ом стигна до заключението, че резултатите от експериментите, проведени с осем различни проводника, могат да бъдат изразени чрез уравнението - коефициент на разделено на x + b, където x означава интензивността на магнитното действие на проводник, чиято дължина е равна на x, а a и b са константи, в зависимост съответно от възбуждащата сила и от съпротивлението на останалата част от веригата.

Условията на експеримента се променят: съпротивленията и термоелектричните двойки бяха заменени, но резултатите все пак бяха намалени до горната формула, която много просто се превръща в тази, която знаем, ако заменим x с сила на тока, a - с електромоторна сила и b + x - с общото съпротивление на веригата.

Ом провежда експерименти с четири месингови проводника - същия резултат. „От това следва важен извод - пише Кошманов, - че формулата, намерена от Ом, която свързва физическите величини, характеризиращи процеса на протичане на ток в проводник, е валидна не само за медни проводници. Тази формула може да се използва за изчисляване на електрически вериги, независимо от материала на проводниците, използвани в това.

. Освен това Ом установява, че константата β не зависи нито от възбуждащата сила, нито от дължината на включения проводник. Този факт дава основание да се твърди, че стойността в характеризира непроменената част от веригата. И тъй като добавянето в знаменателя на получената формула е възможно само за количества със същото име, то следователно константата в, заключава Ohm, трябва да характеризира проводимостта на непроменената част на веригата.

В следващите експерименти Ohm изследва ефекта от температурата на проводниците върху тяхното съпротивление. Той въведе изследваните проводници в пламъка, постави ги във вода с натрошен лед и се увери, че електрическата проводимост на проводниците намалява с увеличаване на температурата и се увеличава с намаляване на температурата. ".

След като получи известната си формула, Ом я използва, за да изследва ефекта на множителя на Швайгер върху отклонението на стрелката и да изследва тока, който преминава във външната верига на батерията на клетките, в зависимост от това как те са свързани - последователно или паралелно. По този начин той обяснява как се определя външният ток на батерията, въпрос, който е доста неясен за първите изследователи.

Появата на статия, съдържаща резултатите от експериментални изследвания в областта на електрическите явления, не направи впечатление на учените. Никой от тях дори не можеше да си представи, че законът за електрическите вериги, установен от Ом, е в основата на всички електрически изчисления на бъдещето.

Ом е вдъхновен в изследванията си от работата „Аналитичната теория на топлината“ (1822) от Жан Батист Фурие (1768-1830). Ученият разбрал, че механизмът на „топлинния поток“, за който говори Фурие, може да се оприличи на електрически ток в проводник. И точно както в теорията на Фурие топлинният поток между две тела или между две точки на едно и също тяло се обяснява с разликата в температурата, по същия начин Ом обяснява с разликата в "електроскопичните сили" в две точки на проводника, появата на електрически ток между тях.

Но теоретичните изследвания на Ом също остават незабелязани.Теоретичната работа на Ом споделя съдбата на работата, съдържаща неговите експериментални изследвания. Научният свят все още наддаваше времето си. Едва през 1841 г. произведението на Ом е преведено на английски, през 1847 - на италиански, през 1860 - на френски.

По-рано от всички чуждестранни учени законът на Ом беше признат от руските физици Ленц и Якоби. Те също помогнаха за международното му признание. С участието на руски физици на 5 май 1842 г. Лондонското кралско общество награждава Ом със златен медал и го избира за член. Ом става едва вторият немски учен, удостоен с такава чест.

Американският му колега Дж. Хенри говори много емоционално за достойнствата на германския учен. „Когато за първи път прочетох теорията на Ом, - пише той, - ми се стори като светкавица, която изведнъж осветява стая, потопена в мрак“.

Професор по физика в университета в Мюнхен Е. Ломел говори за значението на изследванията на Ом, когато открива паметника на учения през 1895 г., „Откритието на Ом беше ярка факла, която осветяваше областта на електричеството, която беше покрита с мрак преди него. Ом посочи единствения правилен път през непроницаемата гора на неразбираеми факти. Забележителният напредък в развитието на електротехниката, който наблюдаваме с изненада през последните десетилетия, можеше да бъде постигнат само въз основа на откритието на Ом. Само той е в състояние да доминира над природните сили и да ги контролира, които ще могат да разгадаят природните закони. Ом грабна тайна, скрита от природата за толкова дълго време, и я предаде на своите съвременници. ".