![]() |
![]() |
|
![]() | ![]() |
Эксперименты Г. Ома по изучению тока, Дата: 1827. Методы: количественный анализ, на основе некоторых общих предположений (например, сопротивление проводника пропорционально его длине). Прямота эксперимента: использованы результаты опытов Эрстеда. Искусственность изучаемых условий: естественные условия, приведенные к простым (линейный проводник, постоянный ток). Исследуемые фундаментальные принципы: закон Ома, дрейфовый характер тока в металлах. Имя немецкого физика Георга Ома (1787–1854) носит основной закон, описывающий проводимость металлов. Необходимо отметить, что ток, текущий в полупроводниках, сверхпроводниках, электролитах, в вакуумном диоде, не удовлетворяет закону Ома, тем не менее, последний обладает большой общностью, особенно в его дифференциальной форме. Современный вид закона Ома: где
где
Более точные опыты
Ом провел, когда было открыто явление термоэлектричества. Теперь в качестве
источника ЭДС использовалась дифференциальная
термопара (см. схему справа), которая представляет из себя два спая
проводников из разных металлов A и B,
содержащиеся при разных температурах где где Как видим, реально выдаваемое источником в цепь нагрузки напряжение меньше ЭДС источника. Более того, например, у гальванических элементов (в частности, «сухих», не аккумуляторных батарей) в процессе их эксплуатации внутреннее сопротивление увеличивается (батарея, как говорят, «садится»), что приводит к уменьшению напряжения при тех же нагрузках. Несмотря на кажущуюся очевидность закона Ома, он был принят научной общественностью совсем не сразу после открытия. Скептически настроенные ученые считали, что относительная простота закона обманчива и связана с условиями проводимого эксперимента при достаточно скудных средствах измерения электрических величин. Тем не менее, сегодня этот закон проверен в широких пределах изменения входящих в него величин. По сути дела, закон Ома утверждает, что электродвижущая сила, разгоняющая заряды, полностью компенсируется своеобразным трением тока о кристаллическую решетку проводника, так что заряды дрейфуют по проводнику равномерно. Именно такой, дрейфовый характер тока следует из закона Ома. Скорость дрейфа носителей заряда для проводника площадью 1мм2, через который течет ток 10А, имеет порядок нескольких миллиметров в секунду. <<К предыдущему эксперименту | Электродинамика | К следующему эксперименту>> |
|