- 10 -

3 . Як Ом математично розробляв свій закон .

Перші свої досліди Ом провадив , користуючись власноручно виготовленим вольтовим стовпом і гальваноскопом. При цьому він помітив , що сила струму в електричному колі падає після його замикання . Після розмикання кола батарея через якийсь час знову відновлюється . Даючи відгук про одного з перших праць Ома , видавець журналу фізик Поггендорф зазначив , що було б бажано , щоб автор повторив свої експерименти з більш сталим джерелом струму , а саме з термоелементом . Ом почав використовувати термоелемент із зігнутих під прямим кутом вісмутової і мідної смужок , кінці яких скріплювалися гвинтами . Один кінець термоелемента був у киплячій воді , а другий – обкладали танучим льодом . Від полюсів дротини опускались в чашки з ртуттю . Коло замикалося дротинами різної довжини , що приєднувалися до тих самих чашок . Силу струму визначали його дією на магнітну стрілку , підвішену на нитці над дротиною , що йде від термоелемента . Закручуючи нитку в бік , протилежний відхиляючий дії сили струму , вдавалося повернути її до початкового положення , в площину магнітного меридіана . В одному з дослідів Ома мідні дротини , які він вмикав в коло , послідовно замінюючи їх , мали довжину 2,4,6,10,18,34,66,180 дюймів і товщину 7/8 лінії ( 1 лінія = 1/10 дюйма ). Силу струму вимірювали за кутом закручування нитки. Це дало такі результати :

Довжина дроту в дюймах |

2 |

4 |

6 |

10 |

18 |

34 |

66 |

130

Кут закручування нитки , градуси |

305,25 |

281,5 |

259 |

224 |

178,5 |

124,75 |

79 |

47,5

Ці числа досить задовільно можна виразити за формулою X=a/b+x , де х – це сила магнітної дії при довжині введеної дротини х ; а і b – сталі величини , які залежать від збуджувальної сили і опору інших частин кола . Якщо , наприклад , покласти ,

- 11 -

що b - дорівнює 20,25 і а=6800 , то дістанемо такі значення :

х,дюйми | 2 | 4 | 6 | 10 | 18 | 34 | 66 | 130

Х,градуси | 305,5 | 280,5 | 259 | 224 | 177 | 125,25 | 79 | 45

Якщо порівняти ці числа , здобуті розрахунками , з числами , здобутими раніше з досліду , то видно , що між цими двома рядами чисел є лише незначна різниця , цілком допустима в подібних дослідженнях .

Силу струму в формулі Ома позначають буквою І ; а – електрорушійна сила Е . Величини b й x мають бути в однакових мірах , оскільки додавати можна тільки однорідні величини . Вони виражають собою : b – внутрішній , х – зовнішній опір кола . Позначивши повний опір кола b+x буквою R , дістанемо формулу , що виражає закон Ома : І=Е/R. Залежність сили струму від електрорушійної сили Ом показав , створюючи не одинакові різниці температур на кінцях термоелемента , тобто занурюючи один з його кінців у воду різної температури , внаслідок чого виникали різні ЕРС . При цьому відповідно змінювалось і відхилення стрілки гальванометра .

У 1826 р. Ом добивається річного наукового відрядження в Берліні . Він дуже добре використав час перебування в столиці для роботи . У 1827 р. з’являється основна його праця – “Гальванічне коло , розроблене математично д-ром Г.С.Омом “, яка принесла йому славу . У цій праці закон Ома виведений теоретично . На це виведення Ома наштовхнули праці французького фізика Фур’є з теплопровідності , які незадовго до того були опубліковані . Фур’є встановив , що швидкість поширення теплового потоку залежить од різниці температур і від довжини шляху , на якому це падіння відбувається , подібно до того , як швидкість водяного потоку залежить від відношення зниження рівня до відстані по горизонталі, на якій зниження відбувається . Порівнюючи гальванічний струм з тепловим потоком або потоком води , Ом пише : “Перехід електрики від однієї ділянки до найближчої я прийняв пропорційним електрорушійній силі в кожній ділянці подібно до переходу теплоти, що пропорційний різниці температур.” Ом позначає різницю потенціалів на ділянці словом “падіння “ . Але падіння залежить ще й від довжини шляху ,

- 12 - й від довжини шляху , по якому воно розподілене .

Так Ом приходить до висновку , що сила струму прямо пропорційна електрорушійній силі і обернено пропорційна довжині шляху , або опору кола . Залежність опору від довжини , площі поперечного перерізу й матеріалу провідника також установив Ом на ряді дослідів .

Вже згадувалось , що Ом для встановлення закону про електричний стум використав аналогію із струменем води . розглянемо схему електричного кола ( мал. № 6 ) . Якщо коло замкнути , то по ньому піде електричний струм – виникне впорядкований рух електронів у металевих проводах . Струм ітиме в батареї , але там заряди переносяться іонами . Якщо розімкнути коло , то струм припиниться , амперметр покаже , амперметр покаже нуль , зате