ओम कानून। इतिहास और पैटर्न

ओम का नियम एक सूत्र है जो विद्युत परिपथ में विद्युत धारा, वोल्टेज और प्रतिरोध के बीच गणितीय संबंध को व्यक्त करता है। यह एक प्रायोगिक नियम है और कुछ सामग्रियों (मुख्य रूप से धातु) में यह निर्दिष्ट वर्तमान प्रवाह स्थितियों के लिए काफी सटीक रूप से पूरा होता है। क्या है इस कानून का इतिहास? पैटर्न क्या है?

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1. ओम का नियम क्या है?

ओम का नियम कहता है कि किसी चालक से प्रवाहित होने वाली धारा उस चालक के सिरों के बीच वोल्टेज के समानुपाती होती है। यह 1825-1826 के वर्षों में एक जर्मन गणित शिक्षक, बाद में एक भौतिक विज्ञानी, म्यूनिख विश्वविद्यालय में प्रोफेसर और नूर्नबर्ग प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय, जॉर्ज साइमन ओम द्वारा खोजा गया था।

2. ओम के नियम के निर्माण का इतिहास

1822 में, हम्फ्री डेवी ने धातुओं में विद्युत प्रवाह के संचालन पर शोध के परिणाम प्रकाशित किए। इन परीक्षणों के परिणामस्वरूप, धातु के तारों की चालकता उनकी लंबाई के व्युत्क्रमानुपाती होती है और क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के सीधे आनुपातिक होती है। इस शोधकर्ता ने कंडक्टरों को उनकी बिजली के संचालन की क्षमता के अनुसार आदेश भी दिया।

कुछ समय बाद, तत्कालीन हाई स्कूल गणित के शिक्षक जॉर्ज साइमन ओम ने 1825 से एक कंडक्टर और लागू वोल्टेज के आयामों के लिए विद्युत प्रवाह की निर्भरता का अध्ययन किया, लेकिन उनका काम जटिल और अस्पष्ट था, और इसलिए उन्हें ज्यादा मान्यता नहीं मिली।

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1826 में, ओम ने अपने शोध के परिणामों को आज के ज्ञात रूप में प्रस्तुत किया, यह दावा करते हुए कि कंडक्टर में प्रवाहित धारा लागू वोल्टेज के समानुपाती है। हालाँकि, वैज्ञानिक समुदाय ने उनके दावों को स्वीकार करने में अभी कई साल बाकी थे।

1845-1847 के वर्षों में, एक अन्य शोधकर्ता, गुस्ताव किरचॉफ ने वर्तमान प्रवाह का सैद्धांतिक विश्लेषण किया और कंडक्टर के अंदर विद्युत क्षेत्र से इसके घनत्व को संबंधित किया। 1900 में, पॉल ड्रूड ने धातुओं की चालकता का अपना मॉडल तैयार किया, जिसमें ओम द्वारा स्थापित वोल्टेज के लिए करंट की आनुपातिकता की व्याख्या की गई थी।

अब यह ज्ञात है कि कई सामग्रियां ओम के दावों से भिन्न व्यवहार करती हैं। वोल्टेज और करंट की आनुपातिकता का सम्मान नहीं किया जाता है और ओम का नियम हमेशा पूरा नहीं होता है। इलेक्ट्रॉनिक घटक और सामग्री जिनके लिए ओम का नियम संतुष्ट होता है उन्हें रैखिक (या ओमिक) कहा जाता है, और जिनके लिए गैर-रैखिक (या गैर-ओमिक) होते हैं।

ओम का नियम प्रकृति का एक सार्वभौमिक नियम नहीं है, बल्कि केवल एक निश्चित वर्ग की सामग्री के लिए एक वैध संबंध है, जो सीमित धाराओं और वोल्टेज के भीतर है। हालाँकि, यह कानून महान ऐतिहासिक और व्यावहारिक महत्व का है। यह विद्युत प्रवाह का पहला मात्रात्मक गणितीय विवरण था।

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3. ओम के नियम का सूत्र

कंडक्टरों के लिए, इसके सिरों के बीच का वोल्टेज कंडक्टर के माध्यम से बहने वाली धारा के समानुपाती होता है। एक निश्चित तापमान पर, आनुपातिकता गुणांक स्थिर होता है और हम इसे चालक का प्रतिरोध कहते हैं।

एक प्रतिरोध R वाले कंडक्टर के लिए, जिसके माध्यम से I तीव्रता की धारा प्रवाहित होती है, इसके सिरों के बीच वोल्टेज U है:

यू = मैं एक्स आर

प्रतिरोध की इकाई Ω [ओम] है।

प्रतिरोध कंडक्टर की ज्यामिति से संबंधित हो सकता है। लंबाई l और क्रॉस-सेक्शन S के कंडक्टर के लिए, प्रतिरोध होगा:

आर = पी एक्स एल / एस

जहां पी प्रतिरोधकता है और उस सामग्री पर निर्भर है जिससे कंडक्टर बना है।

यह कानून प्रतिरोध को वोल्टेज-से-वर्तमान अनुपात के रूप में परिभाषित करता है। यह तापमान पर निर्भर है और धातुओं के तापमान के साथ रैखिक रूप से बढ़ेगा। यदि एक निश्चित तापमान T0 पर प्रतिरोध R0 होगा, तो तापमान T पर यह होगा:

RΔT = R0 + R0⋅α⋅ΔT

जहां α प्रतिरोध का तापमान गुणांक है

अर्धचालक पदार्थों के मामले में, बढ़ते तापमान के साथ प्रतिरोध तेजी से घटेगा।

कमरे के तापमान पर, कांच के बीच विशिष्ट प्रतिरोध 1.7⋅10−8Ωm है, जबकि कांच 1018 गुना अधिक है।

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