Oma likums diferenciālā un integrālā formā nosaka, ka strāva caur vadītāju starp diviem punktiem ir tieši proporcionāla spriegumam abos punktos. Vienādojums ar konstanti izskatās šādi:
I=V/R, kur I ir strāvas punkts caur vadītāju ampēros, V (volts) ir spriegums, ko mēra ar vadītāju voltu vienībās, R ir vadītā materiāla pretestība omos. Konkrētāk, Oma likums nosaka, ka R šajā ziņā ir konstante, kas nav atkarīga no strāvas.
Ko var saprast ar "Oma likumu"?
Oma likums diferenciālā un integrālā formā ir empīriska sakarība, kas precīzi apraksta vairuma vadošo materiālu vadītspēju. Tomēr daži materiāli nepakļaujas Oma likumam, tos sauc par "neohmiskiem". Likums tika nosaukts zinātnieka Georga Oma vārdā, kurš to publicēja 1827. gadā. Tajā aprakstīti sprieguma un strāvas mērījumi, izmantojot vienkāršas elektriskās ķēdes, kas saturdažādi vadu garumi. Oma eksperimentālos rezultātus izskaidroja ar nedaudz sarežģītāku vienādojumu nekā iepriekš sniegtā modernā forma.
Oma likuma jēdziens atšķir. forma tiek izmantota arī dažādu vispārinājumu apzīmēšanai, piemēram, tās vektora forma tiek izmantota elektromagnētismā un materiālzinātnē:
J=σE, kur J ir elektrisko daļiņu skaits noteiktā rezistīvā materiāla vietā, e ir elektriskais lauks šajā vietā, un σ (sigma) ir materiāls, kas ir atkarīgs no vadītspējas parametra. Gustavs Kirhhofs likumu formulēja tieši šādi.
Vēsture
Vēsture
1781. gada janvārī Henrijs Kavendišs eksperimentēja ar Leidenas burku un dažāda diametra stikla cauruli, kas piepildīta ar sāls šķīdumu. Cavendish rakstīja, ka ātrums mainās tieši kā elektrifikācijas pakāpe. Sākotnēji rezultāti zinātnieku aprindām nebija zināmi. Taču Maksvels tos publicēja 1879. gadā.
Oms veica pretestības darbu 1825. un 1826. gadā un savus rezultātus publicēja 1827. gadā "The Galvanic Circuit Proved Mathematically". Viņu iedvesmoja franču matemātiķa Furjē darbs, kurš aprakstīja siltuma vadīšanu. Eksperimentiem viņš sākotnēji izmantoja galvaniskās pāļus, bet vēlāk pārgāja uz termopāriem, kas varēja nodrošināt stabilāku sprieguma avotu. Viņš darbojās ar iekšējās pretestības un pastāvīga sprieguma jēdzieniem.
Arī šajos eksperimentos strāvas mērīšanai tika izmantots galvanometrs, jo spriegumsstarp termopāra spailēm proporcionāli savienojuma temperatūrai. Pēc tam viņš pievienoja dažāda garuma, diametra un materiāla testa vadus, lai pabeigtu ķēdi. Viņš atklāja, ka viņa datus var modelēt ar šādu vienādojumu
x=a /b + l, kur x ir skaitītāja rādījums, l ir testa kabeļa garums, a ir atkarīgs no termopāra savienojuma temperatūras, b ir visa vienādojuma konstante (konstante). Oms pierādīja savu likumu, pamatojoties uz šiem proporcionalitātes aprēķiniem, un publicēja savus rezultātus.
Oma likuma nozīme
Oma likums diferenciālā un integrālā formā, iespējams, bija vissvarīgākais no agrīnajiem elektrības fizikas aprakstiem. Šodien mēs to uzskatām par gandrīz acīmredzamu, taču, kad Oms pirmo reizi publicēja savu darbu, tas tā nebija. Kritiķi uz viņa interpretāciju reaģēja naidīgi. Viņi nosauca viņa darbu par "kailām fantāzijām", un Vācijas izglītības ministrs paziņoja, ka "profesors, kurš sludina šādu ķecerību, nav cienīgs mācīt zinātni".
Tajā laikā Vācijā valdošā zinātniskā filozofija uzskatīja, ka eksperimenti nav nepieciešami, lai attīstītu izpratni par dabu. Turklāt Geogra brālis Martins, pēc profesijas matemātiķis, cīnījās ar Vācijas izglītības sistēmu. Šie faktori neļāva pieņemt Ohma darbu, un viņa darbs kļuva plaši atzīts tikai 1840. gados. Tomēr Oms saņēma atzinību par savu ieguldījumu zinātnē ilgi pirms savas nāves.
Oma likums diferenciālā un integrālā formā ir empīrisks likums,daudzu eksperimentu rezultātu vispārinājums, kas parādīja, ka lielākajai daļai materiālu strāva ir aptuveni proporcionāla elektriskā lauka spriegumam. Tas ir mazāk būtisks nekā Maksvela vienādojumi un nav piemērots visās situācijās. Jebkurš materiāls sadalīsies pietiekama elektriskā lauka ietekmē.
Oma likums ir ievērots plašā mērogā. 20. gadsimta sākumā Oma likumu neuzskatīja atomu mērogā, taču eksperimenti apstiprina pretējo.
Kvantu sākums
Strāvas blīvuma atkarībai no pielietotā elektriskā lauka ir fundamentāli kvantu mehānisks raksturs (klasiskā kvantu caurlaidība). Oma likuma kvalitatīvu aprakstu var balstīt uz klasisko mehāniku, izmantojot Drūdes modeli, ko 1900. gadā izstrādāja vācu fiziķis Pols Drude. Šī iemesla dēļ Oma likumam ir dažādas formas, piemēram, tā sauktais Oma likums diferenciālā formā.
Citas Oma likuma formas
Oma likums diferenciālā formā ir ārkārtīgi svarīgs jēdziens elektrotehnikas/elektronikas inženierijā, jo tas apraksta gan spriegumu, gan pretestību. Tas viss ir savstarpēji saistīts makroskopiskā līmenī. Pētot elektriskās īpašības makro vai mikroskopiskā līmenī, tiek izmantots sakarīgāks vienādojums, ko var saukt par "Oma vienādojumu", kam ir mainīgie, kas ir cieši saistīti ar Ohma likuma skalārajiem mainīgajiem V, I un R, bet kas ir nemainīga pozīcijas funkcijapētnieks.
Magnētisma efekts
Ja ir ārējs magnētiskais lauks (B) un vadītājs neatrodas miera stāvoklī, bet pārvietojas ar ātrumu V, tad jāpievieno papildu mainīgais, lai ņemtu vērā strāvu, ko lādiņā inducē Lorenca spēks. pārvadātāji. To sauc arī par Ohma integrālās formas likumu:
J=σ (E + vB).
Kustīga vadītāja atpūtas rāmī šis termins tiek atmests, jo V=0. Nav pretestības, jo elektriskais lauks atpūtas rāmī atšķiras no E lauka laboratorijas rāmī: E'=E + v × B. Elektriskie un magnētiskie lauki ir relatīvi. Ja J (strāva) ir mainīgs, jo pielietotais spriegums vai E lauks mainās atkarībā no laika, tad pretestībai jāpievieno pretestība, lai ņemtu vērā pašindukciju. Pretestība var būt spēcīga, ja frekvence ir augsta vai vadītājs ir uztīts.
