歐姆定律的來(lái)歷
喬治·西蒙·歐姆(Georg Simon Ohm,1787~1854年)是德國(guó)物理學(xué)家。生于巴伐利亞埃爾蘭根城。歐姆的父親是一個(gè)技術(shù)熟練的鎖匠,對(duì)哲學(xué)和數(shù)學(xué)都十分愛好。歐姆從小就在父親的教育下學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)并受到有關(guān)機(jī)械技能的訓(xùn)練,這對(duì)他后來(lái)進(jìn)行研究工作特別是自制儀器有很大的幫助。歐姆的研究,主要是在1817~1827年擔(dān)任中學(xué)物理教師期間進(jìn)行的。研究過(guò)程與成果。
歐姆第一階段的實(shí)驗(yàn)是探討電流產(chǎn)生的電磁力的衰減與導(dǎo)線長(zhǎng)度的關(guān)系,其結(jié)果于1825年5月在他的第一篇科學(xué)論文中發(fā)表。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,他碰到了測(cè)量電流強(qiáng)度的困難。在德國(guó)科學(xué)家施威格發(fā)明的檢流計(jì)啟發(fā)下,他把斯特關(guān)于電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和庫(kù)化扭秤方法巧妙地結(jié)合起來(lái),設(shè)計(jì)了一個(gè)電流扭力秤,用它測(cè)量電流強(qiáng)度。歐姆從初步的實(shí)驗(yàn)中出發(fā),電流的電磁力與導(dǎo)體的長(zhǎng)度有關(guān)。其關(guān)系式與今天的歐姆定律表示式之間看不出有什么直接聯(lián)系。歐姆在當(dāng)時(shí)也沒(méi)有把電勢(shì)差(或電動(dòng)勢(shì))、電流強(qiáng)度和電阻三個(gè)量聯(lián)系起來(lái).
歐姆定律適用范圍
歐姆定律使用對(duì)象: 在通常溫度或溫度不太低的情況下,對(duì)于電子導(dǎo)電的導(dǎo)體(如金屬),歐姆定律是一個(gè)很準(zhǔn)確的定律。當(dāng)溫度低到某一溫度時(shí),金屬導(dǎo)體可能從正常態(tài)進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)。處于超導(dǎo)態(tài)的導(dǎo)體電阻消失了,不加電壓也可以有電流。對(duì)于這種情況,歐姆定律當(dāng)然不再適用了。
在通常溫度或溫度變化范圍不太大時(shí),像電解液(酸、堿、鹽的水溶液)這樣離子導(dǎo)電的導(dǎo)體,歐姆定律也適用。而對(duì)于氣體電離條件下,所呈現(xiàn)的導(dǎo)電狀態(tài),和一些導(dǎo)電器件,如電子管、晶體管等,歐姆定律不成立。
歐姆定律成立時(shí),以導(dǎo)體兩端電壓為橫坐標(biāo),導(dǎo)體中的電流I為縱坐標(biāo),所做出的曲線,稱為伏安特性曲線。這是一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線,它的斜率為電阻的倒數(shù)。具有這種性質(zhì)的電器元件叫線性元件,其電阻叫線性電阻或歐姆電阻。 歐姆定律不成立時(shí),伏安特性曲線不是過(guò)原點(diǎn)的直線,而是不同形狀的曲線。把具有這種性質(zhì)的電器元件,叫作非線性元件。
歐姆定律三個(gè)公式
在一段不包含電源的電路中,導(dǎo)體中的電流I與導(dǎo)體兩端的電壓U成真比,而與這段電路的電阻R成反比,這就是部分電路歐姆定律。
歐姆定律公式為:I=U/R
歐姆定律公式這一定律最初由德國(guó)物理學(xué)家歐姆理論論證,公式中I表示電流,數(shù)值單位是安培(簡(jiǎn)稱安,符號(hào)A),電壓U的數(shù)值單位是伏特(簡(jiǎn)稱伏,符號(hào)V),電阻R的數(shù)值單位是歐姆(簡(jiǎn)稱歐,符號(hào)Ω)歐姆定律公式還可以寫成以下兩種形式:
U=IR
變通的歐姆定律公式也可以寫成一下的:電壓÷電流=電阻
R=U/I
由此可見,已知電路中U、I、R中的任意兩個(gè)量,便可以用歐姆定律計(jì)算出第三個(gè)量。
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