Ohm-ის კანონი დიფერენციალური და ინტეგრალური ფორმით ამბობს, რომ დენი დირიჟორში ორ წერტილს შორის პირდაპირპროპორციულია ძაბვის ორ წერტილში. განტოლება მუდმივით ასე გამოიყურება:
I=V/R, სადაც I არის დირიჟორის გავლით დენის წერტილი ამპერების ერთეულებში, V (ვოლტი) არის ძაბვა, რომელიც იზომება გამტართან ვოლტებში, R არის მასალის წინააღმდეგობა, რომელიც გადის ომებში. უფრო კონკრეტულად, ომის კანონი ამბობს, რომ R არის მუდმივი ამ მხრივ, დამოუკიდებელი დენისგან.
რის გაგება შეიძლება "ოჰმის კანონით"?
ოჰმის კანონი დიფერენციალური და ინტეგრალური ფორმით არის ემპირიული ურთიერთობა, რომელიც ზუსტად აღწერს გამტარ მასალების აბსოლუტური უმრავლესობის გამტარობას. თუმცა, ზოგიერთი მასალა არ ემორჩილება ოჰმის კანონს, მათ უწოდებენ "ნონოჰმიურს". კანონს ეწოდა მეცნიერის გეორგ ოჰმის სახელი, რომელმაც ის 1827 წელს გამოაქვეყნა. იგი აღწერს ძაბვისა და დენის გაზომვებს მარტივი ელექტრული სქემების გამოყენებითსხვადასხვა სიგრძის მავთული. ომმა ახსნა თავისი ექსპერიმენტული შედეგები ოდნავ უფრო რთული განტოლებით, ვიდრე ზემოთ მოცემული თანამედროვე ფორმა.
ოჰმის კანონის კონცეფცია განსხვავებულად. ფორმა ასევე გამოიყენება სხვადასხვა განზოგადების აღსანიშნავად, მაგალითად, მისი ვექტორული ფორმა გამოიყენება ელექტრომაგნიტიზმსა და მასალების მეცნიერებაში:
J=σE, სადაც J არის ელექტრული ნაწილაკების რაოდენობა რეზისტენტული მასალის კონკრეტულ ადგილას, e არის ელექტრული ველი ამ ადგილას და σ (სიგმა) არის მასალა, რომელიც დამოკიდებულია გამტარობის პარამეტრზე. გუსტავ კირხჰოფმა ზუსტად ასე ჩამოაყალიბა კანონი.
ისტორია
ისტორია
1781 წლის იანვარში ჰენრი კავენდიშმა ექსპერიმენტი ჩაატარა ლეიდენის ქილასა და მარილის ხსნარით სავსე სხვადასხვა დიამეტრის მინის მილზე. კავენდიშმა დაწერა, რომ სიჩქარე იცვლება პირდაპირ ელექტრიფიკაციის ხარისხის მიხედვით. თავდაპირველად, შედეგები უცნობი იყო სამეცნიერო საზოგადოებისთვის. მაგრამ მაქსველმა გამოაქვეყნა ისინი 1879 წელს.
Ohm-მა შეასრულა თავისი მუშაობა წინააღმდეგობის შესახებ 1825 და 1826 წლებში და გამოაქვეყნა თავისი შედეგები 1827 წელს "მათემატიკურად დადასტურებული გალვანური წრე". ის შთაგონებული იყო ფრანგი მათემატიკოსის ფურიეს ნაშრომით, რომელმაც აღწერა სითბოს გამტარობა. ექსპერიმენტებისთვის მან თავდაპირველად გამოიყენა გალვანური წყობები, მაგრამ მოგვიანებით გადავიდა თერმოწყვილებზე, რომლებიც უფრო სტაბილური ძაბვის წყაროს უზრუნველყოფდნენ. იგი მუშაობდა შიდა წინააღმდეგობისა და მუდმივი ძაბვის ცნებებით.
ასევე ამ ექსპერიმენტებში გამოიყენეს გალვანომეტრი დენის გასაზომად, რადგან ძაბვაკავშირის ტემპერატურის პროპორციული თერმოწყვილების ტერმინალებს შორის. შემდეგ მან დაამატა სხვადასხვა სიგრძის, დიამეტრისა და მასალების სატესტო მილები წრედის დასასრულებლად. მან აღმოაჩინა, რომ მისი მონაცემების მოდელირება შესაძლებელია შემდეგი განტოლებით
x=a /b + l, სადაც x არის მრიცხველის მაჩვენებელი, l არის სატესტო მილის სიგრძე, a დამოკიდებულია თერმოწყვილის შეერთების ტემპერატურაზე, b არის მთელი განტოლების მუდმივი (მუდმივი). ომმა დაამტკიცა თავისი კანონი ამ პროპორციულობის გამოთვლებზე დაყრდნობით და გამოაქვეყნა თავისი შედეგები.
ოჰმის კანონის მნიშვნელობა
ოჰმის კანონი დიფერენციალური და ინტეგრალური ფორმით იყო ალბათ ყველაზე მნიშვნელოვანი ელექტროენერგიის ფიზიკის ადრეულ აღწერილობებში. დღეს ჩვენ მიგვაჩნია ეს თითქმის აშკარად, მაგრამ როდესაც ომმა პირველად გამოაქვეყნა თავისი ნამუშევარი, ეს ასე არ იყო. კრიტიკოსები მის ინტერპრეტაციას მტრულად გამოეხმაურნენ. მათ მის ნაშრომს "შიშველი ფანტაზიები" უწოდეს და გერმანიის განათლების მინისტრმა განაცხადა, რომ "პროფესორი, რომელიც ქადაგებს ასეთ ერესი, არ ღირს მეცნიერების სწავლება".
გერმანიაში იმ დროისთვის გაბატონებული სამეცნიერო ფილოსოფია ამტკიცებდა, რომ ექსპერიმენტები არ იყო აუცილებელი ბუნების გაგების გასავითარებლად. გარდა ამისა, გეოგრის ძმა, მარტინი, პროფესიით მათემატიკოსი, ებრძოდა გერმანულ საგანმანათლებლო სისტემას. ამ ფაქტორებმა ხელი შეუშალა ოჰმის ნამუშევრის მიღებას და მისი ნამუშევარი ფართოდ იყო მიღებული 1840-იან წლებამდე. მიუხედავად ამისა, ომმა მიიღო აღიარება მეცნიერებაში შეტანილი წვლილისთვის მის სიკვდილამდე დიდი ხნით ადრე.
ოჰმის კანონი დიფერენციალური და ინტეგრალური ფორმით არის ემპირიული კანონი,მრავალი ექსპერიმენტის შედეგების განზოგადება, რამაც აჩვენა, რომ დენი დაახლოებით პროპორციულია ელექტრული ველის ძაბვის მასალების უმეტესობისთვის. ის ნაკლებად ფუნდამენტურია ვიდრე მაქსველის განტოლებები და არ არის შესაფერისი ყველა სიტუაციაში. ნებისმიერი მასალა იშლება საკმარისი ელექტრული ველის ძალის ქვეშ.
ოჰმის კანონი დაფიქსირდა მასშტაბების ფართო დიაპაზონში. მე-20 საუკუნის დასაწყისში ოჰმის კანონი არ განიხილებოდა ატომური მასშტაბით, მაგრამ ექსპერიმენტები საპირისპიროს ადასტურებს.
კვანტური დასაწყისი
დენის სიმკვრივის დამოკიდებულებას გამოყენებულ ელექტრულ ველზე აქვს ფუნდამენტურად კვანტურ-მექანიკური ხასიათი (კლასიკური კვანტური გამტარიანობა). ოჰმის კანონის თვისებრივი აღწერა შეიძლება ეფუძნებოდეს კლასიკურ მექანიკას გერმანელი ფიზიკოსის პოლ დრუდის მიერ 1900 წელს შემუშავებული დრუდის მოდელის გამოყენებით. ამის გამო ომის კანონს მრავალი ფორმა აქვს, მაგალითად, ეგრეთ წოდებული ომის კანონი დიფერენციალური ფორმით.
ოჰმის კანონის სხვა ფორმები
Ohm-ის კანონი დიფერენციალური ფორმით არის ძალზე მნიშვნელოვანი კონცეფცია ელექტრო/ელექტრონული ინჟინერიაში, რადგან ის აღწერს როგორც ძაბვას, ასევე წინააღმდეგობას. ეს ყველაფერი ერთმანეთთან არის დაკავშირებული მაკროსკოპულ დონეზე. მაკრო ან მიკროსკოპულ დონეზე ელექტრული თვისებების შესწავლისას გამოიყენება უფრო დაკავშირებული განტოლება, რომელსაც შეიძლება ეწოდოს "ოჰმის განტოლება", რომელსაც აქვს ცვლადები, რომლებიც მჭიდრო კავშირშია Ohm-ის კანონის V, I და R სკალარულ ცვლადებთან, მაგრამ პოზიციის მუდმივი ფუნქციაამკვლევარი.
მაგნიტიზმის ეფექტი
თუ გარე მაგნიტური ველი (B) არის და გამტარი არ ისვენებს, მაგრამ მოძრაობს V სიჩქარით, მაშინ დამატებითი ცვლადი უნდა დაემატოს მუხტზე ლორენცის ძალით გამოწვეული დენის გასათვალისწინებლად. მატარებლები. მას ასევე უწოდებენ ინტეგრალური ფორმის ოჰმის კანონს:
J=σ (E + vB).
მოძრავი გამტარის დასვენების ჩარჩოში ეს ტერმინი ამოღებულია, რადგან V=0. არ არსებობს წინააღმდეგობა, რადგან დასვენების ჩარჩოში ელექტრული ველი განსხვავდება ლაბორატორიული ჩარჩოს E ველისგან: E'=E + v × B. ელექტრული და მაგნიტური ველები შედარებითია. თუ J (დენი) ცვალებადია, რადგან გამოყენებული ძაბვა ან E ველი იცვლება დროთა განმავლობაში, მაშინ რეაქტიულობა უნდა დაემატოს წინააღმდეგობას თვითინდუქციის გასათვალისწინებლად. რეაქტიულობა შეიძლება იყოს ძლიერი, თუ სიხშირე მაღალია ან გამტარი დახვეულია.
