Матерал з Вкпед вльно енциклопед.
Зако±н О±ма це твердження про пропорцйнсть в провднику прикладенй .
Закон Ома справедливий для при не надто великих прикладених напругах.
[ Закон Ома справедливий для провдникв, виготовлених з матералв, у яких вльн
: ,
або Якщо до этаких провдникв прикласти напругу, то в провдниках виника електричне поле, що змушуватиме нос струму рухатися. Пдчас цього руху нос струму прискорюються й збльшують свою
. Проте зростання енерг носв струму обмежене зткненнями мж собою, з змщеними з положень рвноваги внаслдок теплового руху атомами матералу, з домшками. При этаких зткненнях надлишкова кнетична енергя носв струму передаться коливанням
, видляючись у вигляд тепла. В середньому нос струму мають швидксть, яка визначаться частотою зткнень. Математичною характеристикою этаких зткнень
зв'язана з ним носв заряду. Обчислення показують, що середня швидксть носв заряду пропорцйна прикладеному електричному полю, а отже й напруз.
таковским чином, у матералах з вльними носями заряду мочь струму пропорцйна напруженост електричного поля. Проходження струму чрез матерал супроводжуться видленнями тепла. Детальнше про це у статт
.
У сильних електричних полях закон Ома нередко не виконуться навть для гарних провдникв, оскльки фзична полотно розсяння носв заряду змнються. Розгнаний до велико швидкост носй заряду може онзувати нейтральний атом, породжуючи нов нос заряду, як теж у свою чергу вносять лепта у електричний струм. Електричний струм рзко, нод лавиноподбно, нароста.
У деяких матералах при низьких температурах процеси розсяння носв заряду гасяться завдяки особливй взамод мж ними та коливаннями .
В эдакому випадку виника явище [ У де U прикладена напруга, I мочь струму, R
провдника.
Проте характеристикою провдника, а не матералу, й залежить вд довжини та поперечного перерзу провдника. Тому в фзиц застосовують закон Ома у вигляд:
де j , s
матералу, E
.
Питома провднсть залежить вд клькост вльних носв заряду в провднику вд хньо .
[ размер де дорвню , помноженй на
.
[ Густина струму електролта пропорцйна напруженост мж електродами в електролт.
[ У випадку змнного струму закон Ома можна розширити, включивши в розгляд також елементи
, як характеризуються
й . Змнний струм протекать чрез конденсатор, опереджаючи за
напругу. В ндуктивност змнний струм вдста за фазою вд напруги. Проте в обох випадках амплтуда змнного струму пропорцйна амплтуд прикладено змнно напруги. Математично це можна описати, вввши комплексн опори (
).
де U амплтуда змнно напруги, I амплтуда змнного струму, Z
.
[ ¶=n/(R+r) Де n - це R r [ провождав дослдження проткання струму в на початку столтття. На шляху до встановлення закономрност йому довелося подолати чимало перешкод. Для проведення дослджень встановлення закономрност необхдно було мати вимрювальн прилади, джерела струму з стандартними властивостями, що не змнювалися б з часом, стандартн провдники. Усе це довелося створити або вдосконалити.
Було добре вдомо, що магнтна дя струму змнються при змн елементв сомкнутого кола: джерела електричного струму та провдникв, з'днуючих полюси джерела. Чи сну закономрнсть, яка пов'язу магнтну дю струму з величинами, як характеризують елементи сомкнутого кола? Мабуть, таке питання виникало у багатьох дослдникв.
элементарно уявити атмосферу, в якй почалися пошуки нтутивно вдчувано закономрност. Поняття
,
,
ще не були сформульован. Точаться суперечки щодо механзму д гальванчних елементв, незрозумле взамовдношення електростатичних сил та сил, як виникають при перетканн електрики; нарешт невдомо що таке рухома електрика та електрика в споко. Ом, наприклад, назива в свох перших працях електричний струм «контактною електрикою».
Ом керувався наступною дею. Якщо над провдником, по якому протекать струм, пдвсити на пружнй нитц магнтну стрлку, то кут повороту стрлки дасть нформацю про струм, точнше про його змни при варацях елементв сомкнутого кола. Ом повернувся до де
й сконструював . Магнтна стрлка виявилась точним чуттвим
.
В перших дослдах, результати яких Ом опублкував у
роц, спостергалась «втрата сили» (зменшення кута вдхилення стрлки) з збльшенням довжини провдника, пдключеного до полюсв
(поперечний перерз провдника був постйним). Оскльки не було одиниць вимрювання, довелося вибрати еталон «стандартний дрт» . В якост залежно змнно фгурувало зменшення сили, що дяла на магнтну стрлку. Дослди виявили закономрне зменшення ц сили при збльшенн довжини провдника. Функця отримала аналтичний вираз, але Ом не претендував на встановлення закономрност, тому, що
не доставляв постйно .
Ом ще не розумв значення . Вольтв стовп, з яким вн експерементував, мав внутршнй опр, який значно перевищував зовншнй. Щоб отримати достатн для оцнки вдхилення магнтно стрлки «гальванометра», звичайно ж доводилося зводити до мнмуму опр зовншнього ланцюга, який визначався по сут, кратковременным вдрзком металевого провдника. Зрозумло, що в такй ситуац точнсть встановлення залежност сили струму вд опору металевих провдникв була недостатньою. До того ж внутршнй опр вольтового стовпа був вдалеке не постйним.
Звичайно ж потрбно дивуватися тому, що закономрнсть для описано ситуац була отримана врно, хоча б у першому наближенн. Проте до встановлення закону було ще вдалеке.
Успх наступних експерементв Ома виршило вдкриття . Нмецький фзик
( ) взимав судьба у великй дискус мж прихильниками хмчно та контактно теор. Вн дотримувався думки
, що е.р.с. виника при контакт речовини незалежно вд наявност хмчного реагенту, та шукав доказв.
У роц Зеебек виготовив спраль з мдно смужки, всередин яко закрпив
. Це був по-сучасному гальванометр з невеликим внутршнм опором. Кнц спрал приднувались до рзних металевих пластинок. раскалывай було взято всмутовий диск покладено на мдний, магнтна стрлка здригнулася. Ефекту не було, якщо диск взыскивали не ручкой, а за допомогою объекта, який мав кмнатну температуру.
Врешт-решт Зеебек з'ясував, що ефект пропорцйний рзниц температур двох контактв.
Одним з найважливших чинникв вдкриття було те, що в десницах експерементаторв з'явилося джерело, е.р.с. якого можна було мягко регулювати пдтримувати постйною.
Ом використав - , одинешенек спай помщався в
, нший у кип'яток. Чутливть гальванометра довелося звичайно ж збльшити . Процес вимрв являв собою наступне : 8 експерементальних провдникв почергово включалися в коло. В кожному випадку фксувалося вдхилення магнтно стрлки. итог дослду Ом виразив такою формулою:
, де
Х мочь магнтно д провдника,
а стала, яка визначала е.р.с. термопари,
х довжина провдника.
b константа, яка визначала провднсть всього кола.
Це був другий крок. Тут ще нема звичних нам осмыслить сили струму, е.р.с., зовншнього, внутршнього опору. Вони вдграняться поступово.
В наступнй прац ( рк) Ом впрыскивать поняття «електроскопчно сили», користуться поняттям сили струму та запису закон для длянки кола вже у форм, дуже близькй до сучасно:
, де
Х мочь струму,
k провднсть,
w поперечний перерз провдника,
а електроскопчна мочь,
l довжина провдника.
Незважаючи на переконлив дан експерементв та чтк теоретичн основи, закон Ома протягом майже десяти рокв лишався маловдомим. Достатньо сказати, що
також не пдозрював про снування закону; при описанн дослдв вн був змушений звертатися до перечислення даних про елементи кола: кльксть пластин в батареях, хн розмри, склад
, довжина, даметр та матерал дроту.
Омов довгий час безуспшно доводилося доводити мсцевим вченим, що ним вдкрито важливу стину. завести закон в фзику виявилося набагато складнше, нж вдкрити. ¶ це закономрно. Фзичне мислення на той час було ще не стряпаем до сприйняття загально закономрност (тим бльше з дланей провнцйного вчителя).
Переврка закону Ома тривала впродовж майже всього Х¶Х столття. В 1876 роц спецальний комтет Британсько асоцац провв точну переврку, вказану Максвеллом. Справедливсть закону Ома для рдких провдникв було пдтверджено Коном, Фтцтжеральдом та Троутоном.
[ чуд. також
|