Омын хууль дифференциал болон интеграл хэлбэрээр хоёр цэгийн хоорондох дамжуулагчаар дамжин өнгөрөх гүйдэл нь хоёр цэгийн хүчдэлтэй шууд пропорциональ байна гэж заасан. Тогтмолтой тэгшитгэл дараах байдалтай байна:
I=V/R, Энд I нь дамжуулагчаар дамжих гүйдлийн цэгийг ампераар илэрхийлнэ, V (Вольт) нь дамжуулагчтай вольтоор хэмжигдэх хүчдэл, R нь омоор дамжуулж буй материалын эсэргүүцэл юм. Бүр тодруулбал, Ом-ын хуульд R нь гүйдлээс хамааралгүй энэ талаар тогтмол байна.
"Омын хууль" гэж юуг ойлгож болох вэ?
Омын хууль нь дифференциал ба интеграл хэлбэрээр дамжуулагч материалын дийлэнх хэсгийн дамжуулах чанарыг үнэн зөв тодорхойлсон эмпирик хамаарал юм. Гэсэн хэдий ч зарим материалууд Ohm-ийн хуульд захирагддаггүй, тэдгээрийг "nonohmic" гэж нэрлэдэг. Уг хуулийг 1827 онд хэвлүүлсэн эрдэмтэн Георг Омын нэрээр нэрлэжээ. Энэ нь энгийн цахилгаан хэлхээг ашиглан хүчдэл ба гүйдлийн хэмжилтийг тайлбарладагянз бүрийн урттай утас. Ом туршилтын үр дүнг дээрх орчин үеийн хэлбэрээс арай илүү төвөгтэй тэгшитгэлээр тайлбарлав.
Омын хуулийн үзэл баримтлал нь диф. хэлбэр нь янз бүрийн ерөнхий ойлголтыг илэрхийлэхэд хэрэглэгддэг, жишээлбэл, түүний вектор хэлбэрийг цахилгаан соронзон ба материалын шинжлэх ухаанд ашигладаг:
J=σE, Энд J нь эсэргүүцэлтэй материалын тодорхой байрлал дахь цахилгаан бөөмсийн тоо, e нь тухайн байршил дахь цахилгаан орон, σ (сигма) нь дамжуулах чанарын параметрээс хамаарах материал юм. Густав Кирхгоф хуулийг яг ингэж томъёолсон.
Түүх
Түүх
1781 оны 1-р сард Хенри Кавендиш давсны уусмалаар дүүргэсэн Лейден сав болон янз бүрийн диаметртэй шилэн хоолойг туршиж үзсэн. Кавендиш хурд нь цахилгаанжуулалтын зэрэгтэй шууд өөрчлөгддөг гэж бичжээ. Эхэндээ үр дүн нь шинжлэх ухааны нийгэмлэгт мэдэгддэггүй байв. Гэвч Максвелл тэдгээрийг 1879 онд хэвлүүлсэн.
Ом 1825, 1826 онд эсэргүүцлийн ажлаа хийж, үр дүнгээ 1827 онд "The Galvanic Circuit Proved Mathematical" номд нийтэлжээ. Тэрээр Францын математикч Фурьегийн дулаан дамжуулалтыг тодорхойлсон бүтээлээс санаа авчээ. Туршилтын хувьд тэрээр эхлээд гальваник овоолго ашигласан боловч дараа нь илүү тогтвортой хүчдэлийн эх үүсвэрийг хангаж чадах термопар руу шилжсэн. Тэрээр дотоод эсэргүүцэл ба тогтмол хүчдэл гэсэн ойлголттой ажилладаг байсан.
Мөн эдгээр туршилтуудад гүйдлийг хэмжихэд гальванометр ашигласан, учир нь хүчдэлхолболтын температуртай пропорциональ термопар терминалуудын хооронд. Дараа нь тэрээр хэлхээг дуусгахын тулд янз бүрийн урт, диаметр, материалын туршилтын утсыг нэмж оруулав. Тэрээр өөрийн өгөгдлийг дараах тэгшитгэлээр загварчилж болохыг олж мэдэв
x=a /b + l, энд x нь тоолуурын заалт, l нь туршилтын дамжуулагчийн урт, a нь термопарын уулзварын температураас хамаарна, b нь бүхэл тэгшитгэлийн тогтмол (тогтмол) юм. Ом эдгээр пропорциональ тооцоолол дээр үндэслэн өөрийн хуулиа баталж, үр дүнгээ нийтлэв.
Омын хуулийн ач холбогдол
Омын хууль дифференциал болон интеграл хэлбэрээр хийгдсэн нь цахилгааны физикийн анхны тодорхойлолтуудын хамгийн чухал нь байж магадгүй юм. Өнөөдөр бид үүнийг бараг ойлгомжтой гэж үзэж байгаа ч Ом бүтээлээ анх нийтлэх үед тийм биш байсан. Шүүмжлэгчид түүний тайлбарыг дайсагнасан байдалтай хүлээж авав. Тэд түүний бүтээлийг "нүцгэн уран зөгнөл" гэж нэрлэсэн бөгөөд Германы боловсролын сайд "Ийм гаж урсгалыг номлодог профессор нь шинжлэх ухааныг заах зохисгүй" гэж мэдэгджээ.
Тухайн үед Германд зонхилох шинжлэх ухааны философи нь байгалийн тухай ойлголтыг хөгжүүлэхэд туршилт хийх шаардлагагүй гэж үздэг байв. Үүнээс гадна Геогрын ах Мартин нь математикч мэргэжилтэй бөгөөд Германы боловсролын системтэй тэмцэж байв. Эдгээр хүчин зүйлүүд нь Ом-ын ажлыг хүлээн зөвшөөрөхөд саад болж, 1840-өөд он хүртэл түүний бүтээлүүд олон нийтэд хүлээн зөвшөөрөгдөөгүй. Гэсэн хэдий ч Ом нас барахаасаа өмнө шинжлэх ухаанд оруулсан хувь нэмрийг нь үнэлэв.
Омын хууль нь дифференциал болон интеграл хэлбэрийн эмпирик хууль юм. Ихэнх материалын хувьд гүйдэл нь цахилгаан талбайн хүчдэлтэй ойролцоогоор пропорциональ байгааг харуулсан олон туршилтын үр дүнг нэгтгэсэн. Энэ нь Максвеллийн тэгшитгэлээс бага суурь бөгөөд бүх нөхцөл байдалд тохиромжгүй. Аливаа материал хангалттай цахилгаан орны хүчинд задардаг.
Омын хуулийг өргөн хүрээний масштабаар ажигласан. 20-р зууны эхээр Ом-ын хуулийг атомын хэмжүүрээр авч үздэггүй байсан ч туршилтууд эсрэгээрээ байгааг баталж байна.
Квантын эхлэл
Гүйдлийн нягтын хэрэглэсэн цахилгаан талбайгаас хамаарах хамаарал нь үндсэндээ квант-механик шинж чанартай (сонгодог квант нэвчилт). Ом хуулийн чанарын тодорхойлолтыг 1900 онд Германы физикч Пол Друдын боловсруулсан Drude загварыг ашиглан сонгодог механик дээр үндэслэж болно. Ийм учраас Ом-ын хууль нь дифференциал хэлбэрийн Ом хууль гэх мэт олон хэлбэртэй байдаг.
Омын хуулийн бусад хэлбэрүүд
Ом-ийн дифференциал хэлбэрийн хууль нь хүчдэл ба эсэргүүцлийг хоёуланг нь тодорхойлдог тул цахилгаан/электроникийн инженерчлэлд маш чухал ойлголт юм. Энэ бүхэн макроскопийн түвшинд харилцан уялдаатай байдаг. Макро болон микроскопийн түвшинд цахилгаан шинж чанарыг судлахдаа Ом хуулийн V, I, R скаляр хувьсагчидтай нягт холбоотой хувьсагчтай, харин "Омын тэгшитгэл" гэж нэрлэж болох илүү хамааралтай тэгшитгэлийг ашигладаг. дахь байрлалын тогтмол функц юмсудлаач.
Соронзон нөлөө
Хэрэв гадаад соронзон орон (B) байгаа бөгөөд дамжуулагч тайван биш, харин V хурдтай хөдөлж байвал цэнэг дээр Лоренцын хүчээр өдөөгдсөн гүйдлийг тооцохын тулд нэмэлт хувьсагчийг нэмэх шаардлагатай. тээвэрлэгчид. Интеграл хэлбэрийн Ом хууль гэж бас нэрлэдэг:
J=σ (E + vB).
Хөдөлгөөнт дамжуулагчийн амрах хүрээнд V=0 учир энэ гишүүнийг хассан. Сул зогсолтын хүрээн дэх цахилгаан орон нь лабораторийн хүрээн дэх Е-талбараас ялгаатай тул эсэргүүцэл байхгүй: E'=E + v × B. Цахилгаан ба соронзон орон нь харьцангуй. Хэрэв хэрэглэсэн хүчдэл эсвэл E-талбар нь цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөг тул J (гүйдэл) хувьсагч бол өөрөө индукцийг тооцохын тулд эсэргүүцэлд реактив хүчийг нэмэх шаардлагатай. Давтамж өндөр эсвэл дамжуулагч ороосон тохиолдолд урвал хүчтэй байж болно.
