Ohm-törvény
Ohm törvénye - egy nyilatkozatot a jelenlegi arányos az alkalmazott vezetékre.
Ohm törvénye érvényes a fémek és félvezetők, hogy nem túl magas feszültségek,. Ha az áramköri elem csak Ohm-törvény, akkor azt mondjuk, hogy ez az elem egy lineáris áram-feszültség karakterisztika.
1. A fizikai jellegét a törvény
Ohm törvénye érvényes vezetékek, anyagokból készülnek, amelyek szabad töltéshordozók. vezetési elektronok. Ha lyukak vagy ionos vezetők, mint például feszültség van, a vezetékek, elektromos mező, töltés menesztők erő. E mozgás során a töltéshordozók felgyorsulnak, és növeli a mozgási energiát. Azonban, az energia a töltéshordozók növekedési ütközések egymás között, eltolt a saját egyensúlyi helyzete miatt a termikus mozgást az atomok egy anyag szennyeződések. Az ilyen ütközések, a felesleges mozgási energiája fuvarozók továbbítják rácsrezgések. formájában izoláljuk hő.
A hordozók átlagos sebesség, ami által meghatározott ütközési frekvencia. Matematikai jellemző az ilyen ütközések van ideje a diszperzió és vele kapcsolatos szabad úthosszú töltéshordozók. A számítások azt mutatják, hogy az átlagos sebesség a töltéshordozók arányos az alkalmazott elektromos mező, és ezáltal a feszültség.
Az erős elektromos mező, Ohm törvénye gyakran nem végzett még a jó vezetők, hiszen a fizikai kép szórás töltéshordozók változásokat. Gyorsítson magas töltéshordozó Velocity ionizálják egy semleges atom, előidéző új hordozók, amelyek szintén viszont hozzájárulhat az elektromos áram. Az elektromos áram élesen, néha, mint egy lavina, növekszik.
Egyes anyagok alacsony hőmérsékleten, szórás a töltéshordozók elnyomja miatt sajátos kölcsönhatás közöttük és rácsrezgések - fonon. Ebben az esetben a jelenség a szupravezetés
2. Matematikai készítmény
Villamosmérnöki, általában írva, Ohm-törvény integrál formájában
ahol U - az alkalmazott feszültség, I - áram intenzitása, R - ellenállás a vezető.
Azonban, rezisztencia jellemző a vezeték, és nem az anyag, és a hosszától függ, és keresztmetszete a vezeték. Ezért a fizika alkalmazni az Ohm-törvény differenciális formában:
Vezetőképesség függ számos ingyenes töltéshordozók a karmester és a mobilitás.
3. egyenértékűsége kétféle rögzítési
A potenciálkülönbség (feszültség) végein a vezetékhossz egy állandó elektromos térerősség egyenlő
Ha a vezetéknek van keresztmetszeti területe S, a jelenlegi van csatlakoztatva a áramsűrűség általános képletű:
.
Ennek alapján az Ohm-törvény formájában
és ebben az esetben az értékeket és. megkapjuk az egyenlet
.
.
ahol az ellenállás vezetőképesség alapján meghatározva képletű
.
Itt - ellenállás.
4. Váltóáram
Ez meghosszabbíthatja az AC Ohm-törvény kitérnie mint áramköri elemek. azzal jellemezve, kapacitás és induktivitás. Váltakozó áram áthalad a kondenzátor előtt a fázis feszültség. Az induktivitás a váltakozó áram elmarad a feszültséget. Azonban mindkét esetben az AC amplitúdója arányos az amplitúdó az alkalmazott váltakozó feszültség. Matematikailag ez leírható bevezetésével átfogó támogatást (impedancia).
Akkor tudjuk írni
ahol U - az amplitúdó a váltakozó feszültség, I - az amplitúdó a AC, Z - impedancia.
5. Ohm törvénye a teljes lánc
Amellett, hogy a teljes körű terhelő ellenállás van áramellátás. amely saját belső ellenállása. Ez áramerősség ott képlet határozza meg
ahol - elektromotoros erő. - terhelési impedancia, -inner impedancia áramforrás.
6. A felfedezések története
Georg Ohm tartott kutatás folyik áram az áramkörben elején a XIX. Úton a létesítmény a törvényi kellett leküzdeni sok akadályt. Kutatási és nyomás minták lett volna szükséges műszereket, áramforrások standard tulajdonságai, nem változott az idők során, a standard kivitelben. Mindez kellett megteremtése, illetve javítása.
Köztudott, hogy a mágneses hatással a jelenlegi változik az elemek zárt kör: források az elektromos áram és a vezetékek csatlakoztatása a forrás pole. Van egy minta, amely összeköti a mágneses hatás a jelenlegi az jellemző értékeket az elemek az ördögi körből? Valószínűleg ez a kérdés merült fel sok kutató.
Ez könnyű elképzelni, hogy a légkört, amelyben megkezdte a keresést törvényszerűségek ösztönösen megérzi. stressz fogalmát. padinnnya feszültséget. EMF még nem kerültek megfogalmazásra. Menj a hatásmechanizmus elektrokémiai cellák, furcsa kapcsolat elektrosztatikus erők és erők eredő az áram, végül tudja, mi mozog a villamos energia és a villamos energia egyedül. Ohm, például felhívja az első működése az elektromos áram „kapcsolati villamos.”
Ohm vezérelte a következő ötlet. Ha több mint egy vezeték, amelyen keresztül áram folyik, lógott rugalmas szál mágneses tű, a forgatás szöge a nyíl adnak információt az aktuális, pontosabban arról a változások eltérések az elemek egy zárt kör. Ohm visszatért az ötlet Coulomb és gyártani a torziós inga. A mágneses tű volt, pontos és érzékeny galvanométer.
Ohm nem érti a belső ellenállása áramforrás. Galván halom, amelyhez azt kísérleteztek, volt egy belső ellenállása lényegesen nagyobb, mint a külső. Ahhoz, hogy elegendő ahhoz, hogy becsülni az eltérést a tű „galvanométer” természetesen szükséges, hogy minimalizálja az ellenállást a külső áramkörben, amely jelentősen befolyásolja a rövid hosszúságú fémhuzalból. Nyilvánvaló, hogy ebben a helyzetben, attól függően, hogy a pontossága a létesítmény a jelenlegi erőssége az ellenállás fémes vezetékek elégtelen volt. Ezen túlmenően, a belső ellenállása fényelektromos halom messze nem volt állandó.
Természetesen, az egyik kell kivédeni, hogy a minta erre a helyzetre helyesen vette, legalábbis első megközelítésben. Azonban létrehozását megelőzően a törvény még mindig messze.
további kísérletekben Ohm sikere döntött a nyitó hőelektromosságot. Német fizikus Thomas Johann Seebeck (1770 -. 1831) részt vett a nagy vita között hívei kémiai és kapcsolattartási elméletek. A fejlődő országok Volta. EMF, amely akkor jelentkezik, ha az érintkező anyaga függetlenül a jelenléte a kémiai reagens és a keresett bizonyítékok.
1822-ben, Seebeck előállított spirális réz szalagok rögzített, amelyen belül az iránytű. Ez volt a modern módon a galvanométerrel egy kis belső ellenállás. spirál végek, hogy a különböző fémlemezek. Amikor bizmut lemezt kiveszünk és a réz, a mágneses tű ugrott. Ez nem volt hatása, ha a lemez nem veszik a kezét, miközben egy téma, amely szobahőmérsékleten.
Végül Seebeck találta, hogy a hatás arányos a hőmérséklet különbség a két kapcsolat.
Az egyik legfontosabb tényező volt az a felfedezés, hogy megjelent a kezében eksperementatoriv forrás EMF amely fokozatmentesen állítható és állandó értéken tartjuk.
Om használt hőelem bizmut - réz. Egy csomópont jegesen hűtött pufferbe helyezzük. A másik - forrásban lévő vízben. Az érzékenység a galvanométerrel már biztosan növekedett. A mérési folyamat a következő: 8 kísérleti vezetékek váltakozva tartalmazza egy kört. Minden esetben, az eltérés a mágneses tű feljegyeztük. Eredmény kifejezett élmény ohm képlet:
. ahol- X - az erő a mágneses hatással a karmester,
- és - állandó, amely meghatározta az EMF hőelem
- x - hossza a karmester.
- b - állandó, amely meghatározza a vezetőképessége a teljes kört.
Ez volt a második lépés. Ott nem a mi megszokott fogalmak a jelenlegi, elektromotoros erő Külső, belső ellenállás. Ők vidgranyatsya fokozatosan.
Egy későbbi tanulmány (1826) bevezeti a Ohm „elektroskopichnoi erő”, fogalmát használja a jelenlegi és írja a törvény már a lánc formájú rész, ami nagyon közel áll a modern:
. ahol- X - a jelenlegi,
- k - vezetőképesség,
- W - vezeték keresztmetszete,
- és - elektroskopichna erő
- l - hossza a karmester.
Annak ellenére, hogy meggyőző kísérleti adatok és elméleti alapja világos, Ohm törvénye csaknem tíz éve maradt homályos. Elegendő azt Faraday is volt tudatában, hogy létezik a jog, amely leírja a tapasztalatokat kellett utalni az adatátvitelt a kör elemei: a lemezek számát az elemek, méretük, a készítmény az elektrolit. hosszát, átmérőjét és vezeték anyaga.
Ohm sokáig sikertelenül kellett bizonyítania, hogy a helyi tudósok felfedezték, egy fontos igazságot. Írja bizonyult a fizika törvénye sokkal bonyolultabb, mint a hálót. És ez természetes. Fizikai gondolkodás abban az időben még nem volt kész arra, hogy érzékeljük az általános szabályok (különösen a tartományi tanár kezében).
Ellenőrzése Ohm törvénye folytatta a legtöbb XIX. 1876-ban egy speciális bizottságot a British Association tartott vizsgálat pontos által meghatározott Maxwell. Az érvényességi Ohm törvény folyékony vezető megerősítette Cohn, Fittstzheraldom és Troughton.
- Ohm törvénye a mágneskör
- Ohm törvénye termikus tartományban