Ley de Ohm para la sección de la cadena.

La ley de

Ohm para la cadena es la fórmula básica que los maestros usan para tratar con estudiantes desobedientes. Veamos lo que George Om quería transmitir a los descendientes cuando formuló la ley:

I = U / R.Donde I es el amperaje medido en amperios;U es el voltaje, en voltios;y R es la resistencia en ohmios.

La historia de la creación de la ley de Ohm para una sección de un circuito

En combinación con el conocimiento de que la tensión de los circuitos paralelos es la misma que la corriente en serie, la ley de Ohm para una sección de un circuito se convierte en una herramienta poderosa para resolver cualquier problema. Derivada en 1827, la fórmula está varias décadas por delante del trabajo de Kirchhoff. Georg Om experimentó con resistencias activas y durante dos años enteros luchó con lo que hoy sería suficiente para un estudiante ordinario durante media hora. Todo a partir de una falta de base material.

En 1600, Volta presentó una batería al público, los investigadores comenzaron a buscar dónde adaptar la innovación. Se hizo evidente que era posible transmitir información de forma rápida y en largas distancias utilizando un telégrafo. Pero no había nada que medir. Obviamente, la ley de Ohm no relaciona la corriente ni el voltaje para una sección del circuito. La dificultad surgió en el horizonte solo durante el período en que apareció la necesidad de reparaciones. Después de cuarenta años desde el nacimiento de la ley de Ohm, cuando se colocó el telégrafo transatlántico en 1866, se utilizó el galvanómetro de espejo Kelvin como receptor.

8 años antes de esto, el futuro señor tomó una patente para una invención. En su forma original, el dispositivo es una bobina de alambre, con un espejo móvil en el interior. En el momento en que se registró la corriente en el circuito, la luz se reflejó en la dirección correcta, el operador vio lo que estaba sucediendo con sus propios ojos. De acuerdo, con la ayuda de un dispositivo de este tipo es difícil de medir. Kelvin enmendó, sucedió 40 años después de lo que era deseable para George Ohm.

El inventor del primer amperímetro preciso, Edward Weston, nació en 1850.El dispositivo fue fabricado en 1886 y aseguró una precisión de 0.5%.Obviamente, George Om no usó el dispositivo cuando buscaba la ley para la sección de la cadena. Sin embargo, trajo la famosa fórmula. ComoFue conocido como un gran matemático y en su investigación utilizó las ideas de Fourier sobre la conducción de calor.

El estudio del circuito galvánico es matemáticamente fácil de descargar en formato pdf desde el repositorio de Google. Es cierto que una traducción al ruso no se puede encontrar incluso en la biblioteca central del nombre de Lenin.

Prehistoria de los descubrimientos de George Ohm

Anteriormente, Thales Miletsky ya se mencionaba en los temas;La humanidad en el campo de la electricidad debe mucho a las mujeres y su curiosidad, lo que obligó a su hija a pedirle a Papá Thales una explicación de un fenómeno incomprensible.

Entonces la electricidad fue olvidada durante siglos. El primer trabajo serio en esta área es el trabajo de William Gilbert, poco antes de su propia muerte, quien logró publicar un tratado, cuyo nombre se puede traducir libremente como "Acerca de un imán, cuerpos magnéticos y un gran imán: la Tierra".Es imposible pasar por Otto von Guericke, con la ayuda de un generador de carga estática de su propio diseño que ha logrado establecer una serie de patrones curiosos:

1. Se repelen las cargas del mismo signo, se atraen los opuestos. Von Gerike llamó la atención sobre estos opuestos.
2. Con el cierre de cargas de diferentes señales el conductor fluye corriente. En ese momento no había concepto, pero se notó el hecho de la desaparición de las fuerzas de interacción entre los cuerpos.

Notó la presencia de carteles en los cargos de Charles Dyufé: ya escribieron sobre electricidad de "vidrio" y "brea".

Cómo Georg Ohm derivó matemáticamente la ley

Los autores hicieron una pequeña traducción de un libro completo( !) Sobre el estudio matemático del circuito eléctrico. Om escribe que el trabajo se creó sobre la base de solo tres postulados:

• . La propagación de la electricidad dentro de un cuerpo sólido( conductor).
• El movimiento de la electricidad fuera de un cuerpo sólido( nos aventuramos a sugerir que estamos hablando de un campo magnético).
• El fenómeno de la aparición de electricidad cuando se contactan conductores disímiles( ahora llamado termopar).

El científico escribe que se apoyó en el aire, los dos últimos postulados no estaban en forma de leyes en ese momento, solo se presentaron desarrollos experimentales parciales. Los estudios se basaron en los experimentos de Charles Coulomb, quien experimentó las acciones de los cargos de forma remota. Ya entonces, Ohm sugirió que dos conductores disimilares en contacto formen una diferencia potencial. Y ahora, los asombrosos descubrimientos de Ohm:

1. Como se mencionó anteriormente, no había instrumentos de medición en ese momento. Om sabía por publicaciones científicas que la corriente que fluye a través del cable desvía la aguja magnética a un lado. No fue fácil correlacionar el ángulo con la cantidad de electricidad, pero el científico fue al truco: con la ayuda de los pesos torsionales comenzó a determinar la fuerza con la que coincidían las lecturas de la brújula y la dirección del núcleo metálico. Y en Newtons este es un valor extremadamente pequeño. Así que Om aprendió a medir exactamente la fuerza de la corriente, una cantidad desconocida para la comunidad científica, introducida en el uso del genio de la ciencia.
2. Durante los experimentos, se observó que el polo voltio no da un voltaje constante. Experimentos en tales condiciones, George Om no pudo continuar. Y comenzó a usar. .. termo-emf( por consejo del físico I. H. Poggendorf).Esto es sorprendente porque los voltajes bajos, la diferencia de potencial entre dos conductores diferentes( cobre y bismuto), causan corrientes insignificantes. Om hizo frente a la tarea con la ayuda de pesos torsionales y una aguja de la brújula. Una ligera disminución de la temperatura en la unión fue compensada rápidamente. El científico colocó el primer extremo del termopar en un recipiente con agua hirviendo, el segundo en un recipiente con hielo. La incertidumbre mantuvo temperaturas inconsistentes en una escala. Por ejemplo, la ebullición comienza de manera diferente, el proceso está influenciado por la presión de la atmósfera. Pero el termopar se mostró desde la primera prueba mucho mejor que una celda galvánica.

Add, balanza de torsión, cuyo principio de funcionamiento se basa en el módulo elástico de un cable delgado, diseñado Pendant. Aplicado a cargas estáticas. Así, y trajo la famosa ley. La aguja magnética se describe en las obras de Oersted( 1820).El científico notó que la desviación es proporcional a lo que ahora se llama amperaje. En ese año, Ampère formuló su propia ley famosa, dijo que un solenoide con una diferencia potencial en sus hallazgos está orientado en el campo magnético de la Tierra. Los descubrimientos se sucedieron uno tras otro, y el libro de George Om sobre el estudio matemático del circuito galvánico fue el siguiente en una fila.

El científico colocó la aguja magnética en la dirección del meridiano magnético. Para eliminar la influencia del campo magnético de la tierra. Con la ayuda de los pesos torsionales, se midió la fuerza necesaria para devolver el sistema a su estado original. Om derivó una serie de razones para la insatisfacción con una celda galvánica como fuente de energía:

1. Gradualmente, como cualquier batería, una columna de voltios pierde voltaje. Om notó esto durante el estudio del efecto térmico en un trozo de alambre ordinario. Poco a poco, la temperatura bajó inexorablemente. Era necesario llevar el sistema al estado inicial( carga), a medida que aumentaba el calentamiento. En consecuencia, el elemento galvánico en el curso de la investigación introdujo un error. Thermo-EMF tuvo mayor estabilidad y menor valor, lo que redujo el calentamiento de los conductores, nivelando el error de temperatura.
   

   Preparación para el experimento

2. Ohm realizó experimentos en cortes cortos de alambre de diversos materiales. La resistencia de las piezas fue menor que la resistencia interna de la fuente. Como resultado de la formación de un divisor resistivo, la corriente con un cambio en el material del conductor cambió extremadamente poco. La impedancia interna de la celda galvánica introdujo grandes errores. Y aquí el termopar se manifestó de la mejor manera. La resistencia interna de tal fuente es extremadamente pequeña.

Además, la pureza de los materiales de las muestras en estudio era dudosa incluso para Ohm. No hubo una herramienta digestible para estimar el diámetro( y el área de la sección).Todo esto muestra cuántas dificultades tuvo que superar la maestra de escuela( matemática talentosa).

A medida que nos familiarizamos con el trabajo, quedó claro por qué nos llevó dos años enteros obtener una fórmula simple. Para colmo, el científico no encontró ningún apoyo, en primer lugar, material de académicos e instituciones estatales. Y la ecuación fue criticada durante mucho tiempo: el petróleo en el fuego agregó una inexactitud en la formulación original de la ecuación. En resumen:

1. Mediante la abstracción de un anillo homogéneo y simétrico de un conductor, un científico que utilizó un método deductivo demostró que la corriente en cada sección es la misma. Creemos que Omu ayudó activamente al tirador, cuya fuerza de torsión en la circunferencia del círculo se mantuvo constante.
2. Al componer un anillo de segmentos, Ohm creó diferentes abstracciones geométricas, las dibujó en una línea, dibujó e introdujo el concepto de diferencia potencial. Y todo para ver la expresión matemática de la ley.

Según Om, el trabajo en ese momento se consideraba la tarea matemática más difícil, agregamos, su texto dará cien puntos para cualquier farsa moderna. Cuando un anillo se presenta como una línea recta, parece extraño, el texto no explica esta acción( aunque el propósito de las líneas se describe con paciencia allí).No nos comprometemos a aclarar la esencia de las abstracciones, simplemente indiquemos la forma de la ecuación a la que llegó el científico:

X = a / b + x,

donde X es la fuerza que actúa sobre la aguja magnética, a es la longitud del conductor en estudio, b y x son algunas constantes arbitrarias. Por ejemplo, Om propuso tomar, respectivamente, b un número único de 20.25 yx, el rango de valores de 7285 a 6800. En este caso, utilizando la expresión anterior, fue posible predecir de antemano la longitud y el material de la fuerza magnética del conductor que actúa sobre la flecha. Lo que se considera confirmación de lealtad a lo que está sucediendo.

En lugar de concluir

Un matemático talentoso trabajó en una adicción simple hace dos siglos desde hace varios años. El primero ayudó con este consejo, el segundo interfirió.Basta con decir que la instalación final se diseñó específicamente con el fin de encontrar dependencias. Todas las partes, incluido el termopar, mostraron dimensiones claramente definidas. La instalación se cubrió con una tapa para eliminar el efecto en las escalas torsionales de la turbulencia del aire.

Al final, esto redujo los errores al 5-10%.Lo que nos permitió derivar la proporción, conocida hoy como la ley de Ohm para el segmento de la cadena.