Omo dėsnis diferencine ir integralia forma teigia, kad srovė laidininku tarp dviejų taškų yra tiesiogiai proporcinga įtampai dviejuose taškuose. Lygtis su konstanta atrodo taip:
I=V/R, kur I yra srovės taškas per laidininką amperais, V (voltas) yra įtampa, išmatuota su laidininku voltų vienetais, R yra laidos medžiagos varža omais. Tiksliau, Ohmo dėsnis teigia, kad šiuo atžvilgiu R yra konstanta, nepriklausoma nuo srovės.
Ką galima suprasti pagal „Omo dėsnį“?
Omo dėsnis diferencine ir integralia forma yra empirinis ryšys, tiksliai apibūdinantis daugumos laidžių medžiagų laidumą. Tačiau kai kurios medžiagos nepaklūsta Ohmo dėsniui, jos vadinamos „neohminėmis“. Įstatymas buvo pavadintas mokslininko Georgo Ohmo vardu, kuris jį paskelbė 1827 m. Jame aprašomi įtampos ir srovės matavimai naudojant paprastas elektros grandines, kuriose yraįvairaus ilgio vielos. Omas savo eksperimentinius rezultatus paaiškino šiek tiek sudėtingesne lygtimi nei aukščiau pateikta šiuolaikinė forma.
Omo dėsnio samprata skirt. forma taip pat naudojama įvairiems apibendrinimams žymėti, pavyzdžiui, jos vektorinė forma naudojama elektromagnetizme ir medžiagų moksle:
J=σE, kur J yra elektrinių dalelių skaičius tam tikroje varžinės medžiagos vietoje, e yra elektrinis laukas toje vietoje, o σ (sigma) yra medžiaga, priklausanti nuo laidumo parametro. Gustavas Kirchhofas įstatymą suformulavo būtent taip.
Istorija
Istorija
1781 m. sausio mėn. Henry Cavendish eksperimentavo su Leydeno stiklainiu ir įvairaus skersmens stikliniu vamzdeliu, užpildytu druskos tirpalu. Cavendishas rašė, kad greitis keičiasi tiesiogiai kaip elektrifikacijos laipsnis. Iš pradžių rezultatai mokslo bendruomenei nebuvo žinomi. Bet Maxwellas juos paskelbė 1879 m.
Omas atliko pasipriešinimo darbą 1825 ir 1826 m., o rezultatus paskelbė 1827 m. „Matematiškai įrodyta galvaninė grandinė“. Jį įkvėpė prancūzų matematiko Furjė darbai, aprašę šilumos laidumą. Eksperimentams jis iš pradžių naudojo galvaninius polius, bet vėliau perėjo prie termoporų, kurios galėtų užtikrinti stabilesnį įtampos š altinį. Jis naudojo vidinės varžos ir pastovios įtampos sąvokas.
Šiuose eksperimentuose srovei matuoti buvo naudojamas galvanometras, nes įtampatarp termoporos gnybtų proporcingai prijungimo temperatūrai. Tada jis pridėjo įvairaus ilgio, skersmens ir medžiagų bandymo laidus, kad užbaigtų grandinę. Jis nustatė, kad jo duomenis galima modeliuoti pagal šią lygtį
x=a /b + l, kur x yra skaitiklio rodmuo, l yra bandymo laido ilgis, a priklauso nuo termoporos sandūros temperatūros, b yra visos lygties konstanta (konstanta). Ohmas įrodė savo dėsnį remdamasis šiais proporcingumo skaičiavimais ir paskelbė savo rezultatus.
Omo dėsnio svarba
Omo dėsnis diferencine ir integralia forma buvo bene svarbiausias iš ankstyvųjų elektros fizikos aprašymų. Šiandien manome, kad tai beveik akivaizdu, bet kai Om pirmą kartą paskelbė savo darbą, taip nebuvo. Kritikai į jo interpretaciją reagavo priešiškai. Jie pavadino jo kūrybą „nuogomis fantazijomis“, o Vokietijos švietimo ministras pareiškė, kad „profesorius, kuris skelbia tokią ereziją, nevertas mokyti mokslo“.
Vokietijoje tuo metu vyraujanti mokslinė filosofija teigė, kad eksperimentai nebuvo būtini gamtos supratimui ugdyti. Be to, Geogro brolis Martinas, pagal profesiją matematikas, kovojo su Vokietijos švietimo sistema. Šie veiksniai neleido priimti Ohmo darbų, o jo darbai buvo plačiai pripažinti tik 1840 m. Nepaisant to, Omas gavo pripažinimą už savo indėlį į mokslą dar gerokai prieš mirtį.
Omo dėsnis diferencine ir integralia forma yra empirinis dėsnis,daugelio eksperimentų rezultatų apibendrinimas, kuris parodė, kad daugumos medžiagų srovė yra maždaug proporcinga elektrinio lauko įtampai. Ji yra mažiau svarbi nei Maksvelo lygtys ir netinka visose situacijose. Bet kuri medžiaga suyra veikiant pakankamo elektrinio lauko jėgai.
Omo dėsnis buvo stebimas įvairiais mastais. XX amžiaus pradžioje Ohmo dėsnis nebuvo laikomas atominiu mastu, tačiau eksperimentai patvirtina priešingai.
Kvantinė pradžia
Srovės tankio priklausomybė nuo taikomo elektrinio lauko turi iš esmės kvantinį-mechaninį pobūdį (klasikinis kvantinis pralaidumas). Kokybinis Ohmo dėsnio aprašymas gali būti pagrįstas klasikine mechanika, naudojant Drude modelį, kurį 1900 m. sukūrė vokiečių fizikas Paulas Drude. Dėl šios priežasties Ohmo dėsnis turi daug formų, pvz., vadinamasis Omo dėsnis diferencine forma.
Kitos Ohmo dėsnio formos
Omo dėsnis diferencine forma yra nepaprastai svarbi elektros/elektronikos inžinerijos sąvoka, nes ji apibūdina ir įtampą, ir varžą. Visa tai yra tarpusavyje susiję makroskopiniu lygmeniu. Tiriant elektrines savybes makro arba mikroskopiniu lygmeniu, naudojama labiau susijusi lygtis, kurią galima pavadinti „Omo lygtimi“, turinti kintamuosius, kurie yra glaudžiai susiję su Ohmo dėsnio skaliariniais kintamaisiais V, I ir R, bet kuri yra nuolatinė padėties funkcijatyrinėtojas.
Magnetizmo poveikis
Jei yra išorinis magnetinis laukas (B), o laidininkas yra ne ramybės būsenoje, o juda V greičiu, reikia pridėti papildomą kintamąjį, kad būtų atsižvelgta į srovę, kurią įkrovoje sukelia Lorenco jėga. vežėjai. Taip pat vadinamas integralios formos Ohmo dėsniu:
J=σ (E + vB).
Judančio laidininko poilsio rėme šis terminas pašalinamas, nes V=0. Atsparumo nėra, nes elektrinis laukas poilsio rėme skiriasi nuo E lauko laboratoriniame rėme: E'=E + v × B. Elektriniai ir magnetiniai laukai yra santykiniai. Jei J (srovė) yra kintama, nes naudojama įtampa arba E laukas kinta laikui bėgant, tada prie varžos reikia pridėti reaktyvumą, kad būtų atsižvelgta į savaiminę indukciją. Reaktyvumas gali būti stiprus, jei dažnis aukštas arba laidininkas suvyniotas.
