Ο νόμος του Ωμ. Ιστορία και μοτίβο

Ο νόμος του Ohm είναι ένας τύπος που εκφράζει τη μαθηματική σχέση μεταξύ ρεύματος, τάσης και αντίστασης σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Είναι ένας πειραματικός νόμος και σε ορισμένα υλικά (κυρίως μέταλλα) ικανοποιείται με ακρίβεια για τις καθορισμένες τρέχουσες συνθήκες ροής. Ποια είναι η ιστορία αυτού του νόμου; Ποιο είναι το μοτίβο;

Δείτε το βίντεο: "Γιατί τα κορίτσια παίρνουν καλύτερους βαθμούς στο σχολείο;"

1. Τι είναι ο νόμος του Ohm;

Ο νόμος του Ohm λέει ότι το ρεύμα που ρέει μέσω ενός αγωγού είναι ανάλογο με την τάση μεταξύ των άκρων του αγωγού. Ανακαλύφθηκε τα έτη 1825-1826 από έναν Γερμανό καθηγητή μαθηματικών, αργότερα φυσικός, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου και το Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας της Νυρεμβέργης, Georg Simon Ohm.

2. Η ιστορία της δημιουργίας του νόμου του Ohm

Το 1822, ο Humphry Davy δημοσίευσε τα αποτελέσματα της έρευνας σχετικά με την αγωγή ηλεκτρικού ρεύματος σε μέταλλα. Ως αποτέλεσμα αυτών των δοκιμών, η αγωγιμότητα των μεταλλικών συρμάτων είναι αντιστρόφως ανάλογη του μήκους τους και ευθέως ανάλογη με την περιοχή διατομής. Αυτός ο ερευνητής διέταξε επίσης αγωγούς ανάλογα με την ικανότητά τους να αγωγούν ηλεκτρισμό.

Λίγο καιρό αργότερα, ο τότε δάσκαλος μαθηματικών γυμνασίου George Simon Ohm, μελέτησε την εξάρτηση του ηλεκτρικού ρεύματος από τις διαστάσεις ενός αγωγού και την εφαρμοζόμενη τάση από το 1825, αλλά το έργο του ήταν περίπλοκο και ασαφές, και ως εκ τούτου δεν έλαβε μεγάλη αναγνώριση.

"Δεν κοιμούνται επειδή κάνουν την εργασία τους." Ένα άλλο σχολικό έτος έχει ξεκινήσει

Μισή μέρα στο σχολείο, μετά εξωσχολικές δραστηριότητες και εργασία στο σπίτι το βράδυ. Οι γονείς μαζεύουν λίγο ...

διάβασε το άρθρο

Το 1826, ο Ohm παρουσίασε τα αποτελέσματα της έρευνάς του σε μορφή παρόμοια με αυτήν που είναι γνωστή σήμερα, ισχυριζόμενη ότι το ρεύμα που ρέει στον αγωγό είναι ανάλογο με την εφαρμοζόμενη τάση. Ωστόσο, ήταν ακόμη αρκετά χρόνια πριν η επιστημονική κοινότητα αποδεχτεί τους ισχυρισμούς του.

Κατά τα έτη 1845-1847, ένας άλλος ερευνητής, ο Gustav Kirchhoff, έκανε μια θεωρητική ανάλυση της τρέχουσας ροής και συσχετίζει την πυκνότητά της με το ηλεκτρικό πεδίο μέσα στον αγωγό. Το 1900, ο Paul Drude διατύπωσε το μοντέλο του για την αγωγιμότητα των μετάλλων, εξηγώντας την αναλογικότητα του ρεύματος προς την τάση, όπως καθορίστηκε από τον Ohm.

Είναι πλέον γνωστό ότι πολλά υλικά συμπεριφέρονται διαφορετικά από αυτά που ισχυρίζεται ο Ohm. Η αναλογικότητα της τάσης και του ρεύματος δεν τηρείται και ο νόμος του Ohm δεν τηρείται πάντα. Τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα και υλικά για τα οποία πληρούται ο νόμος του Ohm ονομάζονται γραμμικά (ή ωμικά) και εκείνα για τα οποία δεν είναι γραμμικά (ή μη ωμικά).

Ο νόμος του Ohm δεν είναι ένας παγκόσμιος νόμος της φύσης, αλλά μόνο μια έγκυρη σχέση για υλικά μιας συγκεκριμένης τάξης, σε ένα περιορισμένο εύρος ρευμάτων και τάσεων. Ωστόσο, αυτός ο νόμος έχει μεγάλη ιστορική και πρακτική σημασία. Ήταν η πρώτη ποσοτική μαθηματική περιγραφή ενός ηλεκτρικού ρεύματος.

"Σχολικές προκλήσεις. Πώς να στηρίξουμε με σύνεση ένα παιδί στην ανάπτυξη;" - Εκδοτικός οίκος Samo Sedno

Monika Gregorczuk, Barbara Kołtyś "Σχολικές προκλήσεις. Πώς να στηρίξουμε με σύνεση ένα παιδί για να μεγαλώσω;" ειναι ενα βιβλιο ...

διάβασε το άρθρο

3. Τύπος για το νόμο του Ohm

Για τους αγωγούς, η τάση μεταξύ των άκρων της είναι ανάλογη με το ρεύμα που ρέει μέσω του αγωγού. Σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, ο συντελεστής αναλογικότητας είναι σταθερός και το ονομάζουμε αντίσταση του αγωγού.

Για έναν αγωγό με αντίσταση R, μέσω του οποίου ρέει ένα ρεύμα έντασης Ι, η τάση U μεταξύ των άκρων της είναι:

U = I x R

Η μονάδα αντίστασης είναι Ω [ohms].

Η αντίσταση μπορεί να σχετίζεται με τη γεωμετρία του αγωγού. Για έναν αγωγό μήκους l και διατομής S, η αντίσταση θα είναι:

R = p x l / δ

όπου p είναι η αντίσταση και εξαρτάται από το υλικό από το οποίο κατασκευάζεται ο αγωγός.

Αυτός ο νόμος ορίζει την αντίσταση ως την αναλογία τάσης προς ρεύμα. Εξαρτάται από τη θερμοκρασία και θα αυξηθεί γραμμικά με τη θερμοκρασία για τα μέταλλα. Εάν σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία T0 η αντίσταση θα είναι R0, τότε σε θερμοκρασία ΔT θα είναι:

RΔT = R0 + R0⋅α⋅ΔT

όπου α είναι ο συντελεστής θερμοκρασίας αντίστασης

Στην περίπτωση υλικών ημιαγωγών, η αντίσταση θα μειωθεί εκθετικά με την αύξηση της θερμοκρασίας.

Σε θερμοκρασία δωματίου, η ειδική αντίσταση μεταξύ του γυαλιού είναι 1,7⋅10−8Ωm, ενώ το γυαλί είναι 1018 φορές μεγαλύτερη.

Ετικέτες:  Μωρό Γεννηση Παιδιου Rossne