Ом заңы дифференциалдық және интегралдық түрде екі нүкте арасындағы өткізгіш арқылы өтетін ток екі нүктедегі кернеуге тура пропорционал екенін көрсетеді. Тұрақтысы бар теңдеу келесідей болады:
I=V/R, мұнда I – ампер бірлігінде өткізгіш арқылы өтетін ток нүктесі, V (Вольт) – вольт бірлігінде өткізгішпен өлшенген кернеу, R – өткізілетін материалдың Оммен кедергісі. Нақтырақ айтсақ, Ом заңы R бұл жағынан токтан тәуелсіз тұрақты екенін айтады.
"Ом заңы" деп нені түсінуге болады?
Ом заңы дифференциалдық және интегралдық түрде өткізгіш материалдардың басым көпшілігінің өткізгіштігін дәл сипаттайтын эмпирикалық қатынас болып табылады. Дегенмен, кейбір материалдар Ом заңына бағынбайды, олар «номомдық емес» деп аталады. Заң 1827 жылы оны жариялаған ғалым Георг Омның құрметіне аталған. Ол қарапайым электр тізбектерін пайдаланып кернеу мен ток өлшемдерін сипаттайдыәртүрлі сым ұзындығы. Ом өзінің эксперимент нәтижелерін жоғарыдағы заманауи түрге қарағанда сәл күрделірек теңдеумен түсіндірді.
Ом заңының дифференциалды түсінігі. пішін әртүрлі жалпылауларды белгілеу үшін де қолданылады, мысалы, оның векторлық түрі электромагнетизмде және материалтануда қолданылады:
J=σE, мұндағы J – резистивті материалдың белгілі бір жеріндегі электрлік бөлшектердің саны, e – сол жердегі электр өрісі, ал σ (сигма) – өткізгіштік параметріне тәуелді материал. Густав Кирхгоф заңды дәл осылай тұжырымдаған.
Тарих
Тарих
1781 жылы қаңтарда Генри Кавендиш Лейден құмырасы мен тұз ерітіндісі толтырылған әртүрлі диаметрлі шыны түтікпен тәжірибе жасады. Кавендиш жылдамдықтың электрлену дәрежесіне қарай тікелей өзгеретінін жазды. Бастапқыда нәтижелер ғылыми қоғамдастыққа белгісіз болды. Бірақ Максвелл оларды 1879 жылы жариялады.
Ом 1825 және 1826 жылдары қарсылық бойынша жұмысын жасады және оның нәтижелерін 1827 жылы «Гальваникалық схема математикалық жолмен дәлелдеді» кітабында жариялады. Оны француз математигі Фурьенің жылу өткізгіштігін сипаттаған еңбегі шабыттандырды. Тәжірибелер үшін ол бастапқыда гальваникалық қадаларды пайдаланды, бірақ кейінірек тұрақты кернеу көзін қамтамасыз ете алатын термопараларға ауысты. Ол ішкі кедергі және тұрақты кернеу ұғымдарымен жұмыс істеді.
Сонымен қатар бұл тәжірибелерде токты өлшеу үшін гальванометр пайдаланылды, өйткені кернеуқосылу температурасына пропорционал термопара терминалдары арасында. Содан кейін ол тізбекті аяқтау үшін әртүрлі ұзындықтар, диаметрлер және материалдардың сынақ сымдарын қосты. Ол өзінің деректерін келесі теңдеумен модельдеуге болатынын анықтады
x=a /b + l, мұндағы x – есептегіштің көрсеткіші, l – сынақ өткізгіштің ұзындығы, a – термопара түйісу температурасына тәуелді, b – бүкіл теңдеудің тұрақтысы (тұрақтысы). Ом осы пропорционалдық есептеулер негізінде өз заңын дәлелдеді және нәтижелерін жариялады.
Ом заңының маңыздылығы
Дифференциалдық және интегралдық түрдегі Ом заңы электр тогы физикасының алғашқы сипаттамаларының ішіндегі ең маңыздысы болса керек. Бүгін біз бұл дерлік анық деп санаймыз, бірақ Ом өз жұмысын алғаш рет жариялаған кезде олай болмады. Сыншылар оның түсіндірмесін дұшпандықпен қабылдады. Олар оның жұмысын «жалаңаш қиял» деп атады, ал Германияның білім министрі «мұндай жат ағымды уағыздайтын профессор ғылымды үйретуге лайық емес» деп мәлімдеді
Ол кездегі Германияда басым болған ғылыми философия табиғат туралы түсінікті дамыту үшін эксперименттер қажет емес деп есептеді. Сонымен қатар, Геогрдың ағасы Мартин, мамандығы математик, неміс оқу жүйесімен күресті. Бұл факторлар Омның жұмысын қабылдауға кедергі келтірді және оның жұмысы 1840 жылдарға дейін кеңінен қабылданбады. Соған қарамастан, Ом ғылымға қосқан үлесі үшін өлмес бұрын көп құрметке ие болды.
Дифференциалдық және интегралдық түрдегі Ом заңы эмпирикалық заң,көптеген материалдар үшін токтың электр өрісінің кернеуіне шамамен пропорционал екенін көрсететін көптеген тәжірибелердің нәтижелерін жалпылау. Ол Максвелл теңдеулеріне қарағанда іргелі емес және барлық жағдайларда жарамайды. Кез келген материал жеткілікті электр өрісінің әсерінен бұзылады.
Ом заңы кең ауқымда байқалды. 20 ғасырдың басында Ом заңы атомдық шкала бойынша қарастырылмады, бірақ эксперименттер керісінше растайды.
Кванттық бастау
Ток тығыздығының қолданылған электр өрісіне тәуелділігі негізінен кванттық-механикалық сипатқа ие (классикалық кванттық өткізгіштік). Ом заңының сапалық сипаттамасы 1900 жылы неміс физигі Пол Друд жасаған Друд моделін қолдану арқылы классикалық механикаға негізделуі мүмкін. Осыған байланысты Ом заңының көптеген нысандары бар, мысалы, дифференциалдық формадағы Ом заңы деп аталатын.
Ом заңының басқа түрлері
Ом заңы дифференциалды түрде электр/электроника инженериясында өте маңызды ұғым болып табылады, өйткені ол кернеу мен кедергіні сипаттайды. Мұның бәрі макроскопиялық деңгейде өзара байланысты. Электрлік қасиеттерді макро- немесе микроскопиялық деңгейде зерттегенде, Ом заңының V, I және R скалярлық айнымалыларымен тығыз байланысты айнымалылары бар, «Ом теңдеуі» деп атауға болатын анағұрлым байланысты теңдеу пайдаланылады, бірақ позициясының тұрақты функциясы болып табыладызерттеуші.
Магнитизмнің әсері
Егер сыртқы магнит өрісі (B) болса және өткізгіш тыныштықта емес, V жылдамдықпен қозғалса, зарядқа Лоренц күші әсер ететін токты есепке алу үшін қосымша айнымалыны қосу керек. тасымалдаушылар. Интегралдық түрдегі Ом заңы деп те аталады:
J=σ (E + vB).
Қозғалмалы өткізгіштің тыныштық жақтауында бұл термин жойылады, себебі V=0. Тыныштық жақтауындағы электр өрісі зертханалық кадрдағы E-өрісінен өзгеше болғандықтан, қарсылық жоқ: E'=E + v × B. Электр және магнит өрістері салыстырмалы. Егер J (ток) айнымалы болса, себебі қолданылатын кернеу немесе E-өрісі уақыт бойынша өзгереді, онда өздігінен индукцияны есепке алу үшін кедергіге реактивтілікті қосу керек. Егер жиілік жоғары болса немесе өткізгіш оралған болса, реакция күшті болуы мүмкін.
