欧姆规则的发现
学过物理的人都知道,I(电流)=U(电压)/R(电阻)是欧姆规则的数学表达式,它表明晰导体中的电流强度I与它两头的电压U成正比,跟它的电阻R成反比。
如此简略明晰的规则,其发现进程却一点都不简略。1820年,德国物理学家欧姆开端体系地研讨电学理论。其时,在电的研讨中,科学家们模糊地感觉到电流有一些奥秘的规则,但由于没一种安稳的电源,也没有一种较准确的丈量电流强度的仪器,致使探究电流规则的作业非常困难。
欧姆遭到傅里叶热传导理论(导热杆中两点间热流量与两点温度差成正比)的影响,开端了研讨电流规则之路。由于其时缺少清晰的电动势、电流强度甚至电阻概念,因而适用的电流计也正在探究中。1821年,德国物理学家施威格使用电流的磁效应发明晰检流计。这种仪器首要用来查验电流的有无。从施威格的检流计中,欧姆遭到启示,他把电流的磁效应与库仑扭秤法奇妙地结合起来,创造性地规划出一个电流扭力秤。欧姆用扭力秤来丈量电流所发生的磁场对磁针的效果力矩,以此来确认电流强度。从开始的试验中,欧姆发现电流对磁针的效果力与导线的长度有关。
为了确认它们之间的定量联系,欧姆做了重复的试验。他将磁针的中点用金属丝悬挂起来,使磁针平行地坐落导线的上方。当导线通有电流时,电流的磁场使磁针偏转。若将金属丝改变,磁针便从头回来本来的方位。由于磁针地点处,直线电流所发生的磁场的磁感应强度正比于导线中的电流强度。它对磁针的效果力矩等于磁针处的磁感应强度与磁针磁矩的乘积,所以扭力秤中金属丝的改变角正比于导线中的电流强度。依据改变角的巨细,欧姆就能相对地比较不同的电流强度。
其时,欧姆遭到法国物理学家贝克勒尔的启示,挑选了一组截面积相同,长度不同的铜导线作为外电路进行了试验。从试验的数据中,欧姆发现:当导线的长度与其横截面面积成比时,它们的导电率确实持平,而被测导线的长度越长,电流扭力秤的偏转角越小,两者之间则存在着反比的联系。经过屡次重复试验,欧姆发现了检流计指针的偏转量和导体长度、串接资料的电阻率,以及与所加电压之间的联系。
1825年,欧姆宣布第一篇论文《触及金属传导接触电的规则的开始表述》,论说了电流的电磁力的衰减与导线长度的联系。从而,他经过试验测定了不同金属的电导率。1826年,欧姆的第二篇论文《金属导电规则确实认及伏打电池和施威格检流计的理论关键》宣布了。第二年,又宣布了第三篇论文,标题是《伽伐尼电池的数学论说》,总算总结出了欧姆规则。欧姆规则从发现至今已 170余年了,很多的实践都证明晰它的正确性,它已成为现代电学和电工学最基本的规则之一