Ohm Yasası, diferansiyel ve integral formda, iki nokta arasındaki bir iletkenden geçen akımın, iki noktadaki voltajla doğru orantılı olduğunu belirtir. Sabitli bir denklem şuna benzer:
I=V/R, Burada I, iletkenden geçen akımın amper birimi cinsinden noktasıdır, V (Volt), iletkenle volt birimi cinsinden ölçülen voltajdır, R, iletilen malzemenin ohm cinsinden direncidir. Daha spesifik olarak, Ohm yasası, R'nin bu açıdan akımdan bağımsız bir sabit olduğunu belirtir.
"Ohm Yasası" ile ne anlaşılabilir?
Ohm Yasası diferansiyel ve integral formda, iletken malzemelerin büyük çoğunluğunun iletkenliğini doğru bir şekilde tanımlayan ampirik bir ilişkidir. Ancak, bazı malzemeler Ohm yasasına uymaz, bunlara "nonohmik" denir. Yasa, adını 1827'de yayınlayan bilim adamı Georg Ohm'dan almıştır. içeren basit elektrik devrelerini kullanarak voltaj ve akım ölçümlerini tanımlar.çeşitli tel uzunlukları. Ohm, deneysel sonuçlarını yukarıdaki modern biçimden biraz daha karmaşık bir denklemle açıkladı.
Farklı Ohm yasası kavramı. formu ayrıca çeşitli genellemeleri belirtmek için kullanılır, örneğin vektör formu elektromanyetizma ve malzeme biliminde kullanılır:
J=σE, burada J, dirençli malzemede belirli bir konumdaki elektrik parçacıklarının sayısıdır, e, o konumdaki elektrik alanıdır ve σ (sigma) iletkenlik parametresine bağlı olan malzemedir. Gustav Kirchhoff kanunu aynen böyle formüle etti.
Tarih
Tarih
Ocak 1781'de Henry Cavendish, bir Leyden kavanozu ve bir tuz çözeltisiyle doldurulmuş çeşitli çaplarda bir cam tüple deney yaptı. Cavendish, hızın doğrudan elektriklenme derecesi olarak değiştiğini yazdı. Başlangıçta, sonuçlar bilim topluluğu tarafından bilinmiyordu. Ama Maxwell onları 1879'da yayınladı.
Ohm direnç üzerine çalışmalarını 1825 ve 1826'da yaptı ve sonuçlarını 1827'de "The Galvanic Circuit Proved Proved Mathematically"de yayınladı. Isı iletimini tanımlayan Fransız matematikçi Fourier'in çalışmalarından ilham aldı. Deneyler için başlangıçta galvanik yığınlar kullandı, ancak daha sonra daha kararlı bir voltaj kaynağı sağlayabilecek termokupllara geçti. Dahili direnç ve sabit voltaj kavramlarıyla çalıştı.
Ayrıca bu deneylerde akımı ölçmek için bir galvanometre kullanıldı, çünkü voltajbağlantı sıcaklığı ile orantılı termokupl terminalleri arasında. Ardından devreyi tamamlamak için çeşitli uzunluklarda, çaplarda ve malzemelerden test uçları ekledi. Verilerinin aşağıdaki denklemle modellenebileceğini buldu
x=a /b + l, burada x sayaç okumasıdır, l test ucunun uzunluğudur, a termokupl bağlantısının sıcaklığına bağlıdır, b tüm denklemin bir sabitidir (sabit). Ohm, bu orantılılık hesaplamalarına dayanarak yasasını kanıtladı ve sonuçlarını yayınladı.
Ohm Yasasının Önemi
Ohm yasası diferansiyel ve integral formda muhtemelen elektrik fiziğinin ilk tanımlarından en önemlisiydi. Bugün bunu neredeyse apaçık görüyoruz, ancak Om çalışmasını ilk yayınladığında durum böyle değildi. Eleştirmenler yorumuna düşmanca tepki gösterdi. Çalışmalarını "çıplak fanteziler" olarak adlandırdılar ve Alman eğitim bakanı "böyle bir sapkınlığı vaaz eden bir profesörün bilim öğretmeye layık olmadığını" açıkladı.
O zamanlar Almanya'da geçerli olan bilimsel felsefe, doğayı anlamak için deneylerin gerekli olmadığını savunuyordu. Ayrıca, mesleği matematikçi olan Geogr'un erkek kardeşi Martin, Alman eğitim sistemi ile mücadele etti. Bu faktörler Ohm'un çalışmalarının kabul edilmesini engelledi ve çalışmaları 1840'lara kadar geniş çapta kabul görmedi. Yine de Om, bilime katkılarından dolayı ölümünden çok önce takdir aldı.
Ohm yasası diferansiyel ve integral formda deneysel bir yasadır,Çoğu malzeme için akımın elektrik alan voltajıyla yaklaşık olarak orantılı olduğunu gösteren birçok deneyin sonuçlarının genelleştirilmesi. Maxwell denklemlerinden daha az temeldir ve her durumda uygun değildir. Herhangi bir malzeme, yeterli bir elektrik alanın kuvveti altında parçalanacaktır.
Ohm Yasası çok çeşitli ölçeklerde gözlemlenmiştir. 20. yüzyılın başında, Ohm yasası atomik ölçekte düşünülmüyordu, ancak deneyler bunun tersini doğruladı.
Kuantum Başlangıç
Akım yoğunluğunun uygulanan elektrik alanına bağımlılığı, temelde kuantum-mekanik bir karaktere sahiptir (klasik kuantum geçirgenliği). Ohm yasasının nitel bir açıklaması, 1900'de Alman fizikçi Paul Drude tarafından geliştirilen Drude modelini kullanan klasik mekaniğe dayandırılabilir. Bu nedenle, Ohm yasasının, diferansiyel formdaki sözde Ohm yasası gibi birçok biçimi vardır.
Ohm yasasının diğer biçimleri
Ohm kanunu diferansiyel formda hem gerilimi hem de direnci tanımladığı için elektrik/elektronik mühendisliğinde son derece önemli bir kavramdır. Bütün bunlar makroskopik düzeyde birbirine bağlıdır. Elektriksel özellikleri makro veya mikroskobik düzeyde incelerken, "Ohm denklemi" olarak adlandırılabilecek, Ohm yasasının V, I ve R skaler değişkenleri ile yakından ilişkili değişkenlere sahip olan daha ilgili bir denklem kullanılır. pozisyonun sabit bir fonksiyonudurkaşif.
Manyetizmanın etkisi
Harici bir manyetik alan (B) varsa ve iletken hareketsiz değil de V hızında hareket ediyorsa, Lorentz kuvvetinin yük üzerinde indüklediği akımı hesaba katmak için ek bir değişken eklenmelidir. taşıyıcılar. Ohm integral form yasası olarak da adlandırılır:
J=σ (E + vB).
Hareketli bir iletkenin hareketsiz çerçevesinde, V=0 olduğu için bu terim düşürülür. Geri kalan çerçevedeki elektrik alanı laboratuvar çerçevesindeki E-alanından farklı olduğu için direnç yoktur: E'=E + v × B. Elektrik ve manyetik alanlar görecelidir. Uygulanan voltaj veya E-alanı zamanla değiştiği için J (akım) değişkense, kendi kendine indüksiyonu hesaba katmak için dirence reaktans eklenmelidir. Frekans yüksekse veya iletken sarılmışsa reaktans güçlü olabilir.
