Ohmin laki. Historia ja malli

Ohmin laki on kaava, joka ilmaisee matemaattisen suhteen virran, jännitteen ja vastuksen välillä sähköpiirissä. Se on kokeellinen laki, ja joissakin materiaaleissa (pääasiassa metalleissa) se täyttyy melko tarkasti määritetyissä virtausolosuhteissa. Mikä on tämän lain historia? Mikä on malli?

Katso video: "Miksi tytöt saavat parempia arvosanoja koulussa?"

1. Mikä on Ohmin laki?

Ohmin laki sanoo, että johtimen läpi kulkeva virta on verrannollinen johtimen päiden väliseen jännitteeseen. Sen löysi vuosina 1825-1826 saksalainen matematiikan opettaja, myöhemmin fyysikko, Münchenin yliopiston ja Nürnbergin teknillisen yliopiston professori Georg Simon Ohm.

2. Ohmin lain luomisen historia

Vuonna 1822 Humphry Davy julkaisi tutkimustulokset sähkövirran johtumisesta metalleihin. Näiden testien seurauksena metallilankojen johtavuus on kääntäen verrannollinen niiden pituuteen ja suoraan verrannollinen poikkileikkauspinta-alaan. Tämä tutkija tilasi myös johtimet niiden kyvyn johtaa sähköä.

Jonkin ajan kuluttua tuolloin lukion matematiikan opettaja George Simon Ohm tutki sähkövirran riippuvuutta johtimen ja käytetyn jännitteen mitoista vuodesta 1825, mutta hänen työnsä oli monimutkaista ja epäselvää, eikä siksi saanut paljon tunnustusta.

"" He eivät nuku, koska he tekevät läksyjä. " Toinen lukuvuosi on alkanut

Puoli päivää koulussa, sitten opetuksen ulkopuolinen toiminta ja kotitehtävät illalla. Vanhemmat kouristavat nokkia hieman ...

Lue artikkeli

Vuonna 1826 Ohm esitteli tutkimustuloksensa samanlaisessa muodossa kuin mitä tänään tiedetään, väittäen, että johtimessa virtaava virta on verrannollinen käytettyyn jännitteeseen. Kuitenkin oli vielä useita vuosia, ennen kuin tiedeyhteisö hyväksyi hänen väitteensä.

Vuosina 1845-1847 toinen tutkija, Gustav Kirchhoff, teki teoreettisen analyysin nykyisestä virtauksesta ja suhteutti sen tiheyden johtimen sisällä olevaan sähkökenttään. Vuonna 1900 Paul Drude muotoili mallinsa metallien johtavuudesta ja selitti virran suhteellisuuden jännitteeseen, jonka Ohm on vahvistanut.

Nyt tiedetään, että monet materiaalit käyttäytyvät eri tavalla kuin mitä Ohm väittää. Jännitteen ja virran suhteellisuutta ei kunnioiteta eikä Ohmin lakia noudateta aina. Elektronisia komponentteja ja materiaaleja, joiden osalta Ohmin laki täyttyy, kutsutaan lineaarisiksi (tai ohmisiksi) ja niitä, jotka ovat epälineaarisiksi (tai ei-ohmisiksi).

Ohmin laki ei ole universaali luonnolaki, vaan vain kelvollinen suhde tiettyyn luokkaan kuuluville materiaaleille rajoitetulla virta- ja jännitealueella. Tällä lailla on kuitenkin suuri historiallinen ja käytännön merkitys. Se oli ensimmäinen sähkövirran kvantitatiivinen matemaattinen kuvaus.

"Kouluhaasteet. Kuinka tukea viisaasti lasta kasvamaan?" - Samo Sedno Kustantamo

Monika Gregorczuk, Barbara Kołtyś "Kouluhaasteet. Kuinka tukea viisaasti lasta kasvamaan?" se on kirja ...

Lue artikkeli

3. Ohmin lain kaava

Johtimille sen päiden välinen jännite on verrannollinen johtimen läpi virtaavaan virtaan. Tietyssä lämpötilassa suhteellisuuskerroin on vakio ja kutsumme sitä johtimen vastukseksi.

Johtimelle, jonka vastus on R, jonka läpi kulkee intensiteettivirta I, jännite U on sen päiden välillä:

U = I x R

Vastusyksikkö on Ω [ohmia].

Vastus voidaan liittää johtimen geometriaan. Johtimella, jonka pituus on l ja poikkileikkaus S, vastus on:

R = p x l / S

missä p on resistiivisyys ja riippuu materiaalista, josta johdin on valmistettu.

Tämä laki määrittelee vastuksen jännite-virta-suhteeksi. Se on lämpötilariippuvainen ja kasvaa lineaarisesti metallien lämpötilan kanssa. Jos tietyssä lämpötilassa T0 vastus on R0, niin lämpötilassa ΔT se on:

RΔT = R0 + R0⋅α⋅ΔT

missä α on resistanssin lämpötilakerroin

Puolijohdemateriaalien kohdalla vastus pienenee eksponentiaalisesti lämpötilan noustessa.

Huoneen lämpötilassa lasin välinen ominaisvastus on 1,7⋅10−8Ωm, kun taas lasi on 1018 kertaa suurempi.

Tunnisteet:  Raskauteen Suunnittelu Oppilas Ovat Alue-