Учебная работа. Доклад: Закон Ома
Что такое электронное сопротивление? Проще всего разъяснить это по аналогии с водопроводной трубой. Представьте для себя, что вода — некоторое подобие электронного тока, образуемого направленным движением электронов в проводнике, а напряжение — аналог давления (напора) воды. Сопротивление — это та сила противодействия среды их движению, которую электронам либо воде приходится преодолевать, в итоге чего же делается работа и выделяется теплота. Конкретно таковая модель представлялась в 1820-е годы Георгу Ому, когда он занялся исследованием природы происходящего в электронных цепях.
В водопроводной трубе всё обстоит так, что чем выше давление воды, тем относительно большая толика энергии расходуется на преодоление сопротивления в трубах, так как в их усиливается турбулентность потока. Из этого исходил Ом, приступая к опытам по измерению зависимости силы тока от напряжения. И весьма скоро выяснилось, что ничего подобного в электронных проводниках не происходит: сопротивление вещества электронному току совсем не зависит от приложенного напряжения. В этом, на самом деле, и заключается законОма, который (для отдельного участка цепи) записывается весьма просто:
U = IR
где U — напряжение, приложенное к участку цепи, I — сила тока, а R — электронное сопротивление участка цепи.
Сейчас мы осознаем, что электронная проводимость обоснована движением вольных электронов, а сопротивление — столкновением этих электронов с атомами кристаллической сетки (см. Электрическая теория проводимости). При любом таком столкновении часть энергии вольного электрона передается атому, который, в итоге, начинает колебаться наиболее активно, и в итоге мы смотрим нагревание проводника под действием электронного тока. Увеличение напряжения в цепи никак не сказывается на доле термических утрат такового рода, и соотношение напряжения и электронного тока остается неизменным.
Но, когда Георг Ом экспериментально открыл собственный закон, атомная теория строения вещества находилась в зачаточном состоянии, а до открытия электрона оставалось несколько десятилетий. Таковым образом, для него формула U = IR была чисто экспериментальным результатом. сейчас мы имеем довольно стройную и, сразу, сложную теорию электропроводности и осознаем, что законОма в его первозданном виде — всего только грубое приближение. Но это не мешает нам с фуррором употреблять его для расчета самых сложных электронных цепей, использующихся в индустрии и быту. Единица электронного сопротивления системы СИ именуется Ом в честь этого известного ученого.
***
ГеоргСимонОМ
Georg Simon Ohm, 1789–1854
Германский физик. Родился в Эрлангене в 1789 году (по иным источникам — в 1787-м). Закончил местный институт. Преподавал арифметику и естественные науки. Признание в академических кругах получил довольно поздно, только в 1849 году став доктором Мюнхенского института, хотя уже в 1827 году опубликовал закон, который сейчас носит его имя. Кроме электро энергии занимался акустикой и исследованием людского слуха.
]]>