Les premières études de la résistance des conducteurs

Qu'est-ce qu'un chef d'orchestre? Ceci est un élément purement passif d'un circuit électrique, répondirent les premiers explorateurs. Faire ses recherches - des moyens simplement se cassent la tête sur l'énigme inutile, car seule la source de courant est un élément actif.

Cette façon de penser explique pourquoi les scientifiques, au moins jusqu'en 1840, presque pas d'intérêt au cours des travaux qui ont été réalisés dans ce sens. Ainsi, au deuxième congrès de scientifiques italiens à Turin en 1840 (la première allait Pise en 1839, et a gagné encore une certaine importance politique), prenant la parole dans le débat sur le rapport présenté Marianini, De la Rive a fait valoir que la conductivité de la plupart des liquides Il est pas absolu », mais plutôt relative et varie en fonction de l'intensité du courant." Mais la loi d'Ohm a été publié 15 ans plus tôt!

Parmi les quelques scientifiques qui ont été les premiers à engager en cause de conductivité de fil après l'invention du galvanomètre était Stefano Marianini (1790 à 1866). Pour sa découverte, il est venu par hasard, l'étude de la tension de la batterie. Il a noté que, avec l'augmentation du nombre d'éléments voltaïques pile influence électromagnétique sur la flèche ne pas augmenter sensiblement. Il a fait Marianini immédiatement penser que chaque élément de volt est un obstacle au passage du courant. Il a fait des expériences avec des paires de "actif" et "inactif" (ie. E. Composé de deux plaques de cuivre, séparés par un joint humide) et empiriquement relation dans laquelle le lecteur moderne trouve un cas particulier de la loi d'Ohm, lorsque la résistance du circuit extérieur est pas pris en attention, comme dans l'expérience Marianini.

Georg Ohm (1789-1854) a reconnu les mérites Marianini, bien que son travail et n'a pas eu Omu travail de soulagement immédiat. Ohm a été inspiré dans son travail de recherche «La theorie analytique de la ehaleur» ( «théorie analytique de la chaleur", Paris, 1822), Jean Baptiste Fourier (1768-1830) - l'un des ouvrages scientifiques les plus importants de tous les temps, très rapidement gagner la célébrité et très apprécié parmi les mathématiciens et les physiciens de l'époque. Omu a eu l'idée que le mécanisme de "flux de chaleur", qui dit Fourier, peut être comparé au courant électrique dans un conducteur. Et comme dans la théorie de l'écoulement de la chaleur de Fourier entre les deux corps, ou entre deux points d'un même corps est due à la différence de température, tout comme Ohm explique la différence des «forces elektroskopicheskih» dans l'apparition de deux points du conducteur de courant électrique entre eux.

Adhérant à cette analogie, Ohm a commencé ses recherches avec la détermination expérimentale des valeurs relatives de la conductivité des différents conducteurs. L'application de la méthode, qui est maintenant devenu classique, il est relié en série entre les deux points du circuit des fils minces de matériaux différents du même diamètre et de changer leur longueur de manière à fournir une certaine quantité de courant. Les premiers résultats, qu'il a réussi à obtenir, semblent maintenant plutôt modeste.

Les historiens sont affectés, par exemple, que par la mesure de l'argent Ohm a une conductivité inférieure à celle du cuivre et de l'or, et gracieusement accepter cette puis par explication Ohm, selon laquelle l'expérience a été réalisée avec un fil d'argent recouvert d'une couche d'huile, et il est trompeuse quant à la valeur exacte de diamètre.

Bien qu'il existe de nombreuses sources d'erreur dans la réalisation d'expériences (métaux de pureté insuffisante, la difficulté d'étalonner le fil, la difficulté de mesurer avec précision et ainsi de suite. N.). La source la plus importante de l'erreur est la polarisation de la batterie. Les (chimiques) éléments permanents ne sont pas encore connus, donc le temps nécessaire pour la mesure, la force électromotrice de l'élément sensiblement changé. Ceux-ci sont les causes d'erreurs se sont traduites par le fait que l'OM sur la base de ses expériences, est arrivé à la dépendance logarithmique de l'intensité du courant de la résistance d'un conducteur relié entre deux points du circuit.

Suite à la publication du premier article Omagh Poggendorff lui a conseillé de refuser les éléments chimiques et utiliser le meilleur cuivre thermocouple - bismuth, avait récemment introduit Seebeck. Om écouté ce conseil et répète ses expériences, l'unité de collecte avec la batterie thermo-électrique, un circuit externe, qui comprend une séquence de huit fils de cuivre de même diamètre mais des longueurs différentes. DC Power il a mesuré à l'aide d'une sorte de balance de torsion formé par l'aiguille aimantée, suspendue sur un filament métallique. Lorsque le courant est parallèle à la direction, je le rejette, Ohm fil torsadé sur laquelle elle a été suspendue jusqu'à ce que la flèche prévue dans sa position normale; ampérage considéré comme proportionnel à l'angle sous lequel se tord le fil.

Ohms a conclu que les résultats des expériences réalisées avec huit fils différents "peuvent être exprimés très bien par l'équation

X = a / (b + x),

où X est l'intensité de l'action du conducteur magnétique dont la longueur est égale à x, et a et b - des constantes qui dépendent respectivement de la force d'excitation et de la résistance des parties restantes de la chaîne "

Les conditions expérimentales ont été modifiées: remplacer la résistance et couple thermoélectrique, mais les résultats sont encore réduits à la formule ci-dessus, ce qui est très simplement à sa connaissance, si nous remplaçons X ampérage et la force -elektrodvizhuschey et (b + x) - une résistance totale du circuit.

Avoir cette formule ohms utilise pour explorer le multiplicateur Shveyggera à la flexion et à étudier le courant qui passe à travers les éléments de circuit externes de la batterie, en fonction de la façon dont ils sont connectés - en parallèle ou successivement. Ainsi, il explique (comme cela se fait maintenant dans un manuel) qui détermine le courant de batterie externe, - une question qui était assez sombre pour les premiers chercheurs.

Ohm espère que son travail expérimental ouvrira la voie pour lui de l'université, où il le souhaitait. Cependant, l'article est passé inaperçu. Puis il a quitté son poste au lycée de Cologne et se rendit à Berlin pour réfléchir sur les résultats obtenus théoriquement. En 1827, à Berlin, il a publié son ouvrage majeur «Die galvanische Kette, mathe-matisch bearbeitet» ( «chaîne Galvanic développé mathématiquement").

Cette théorie, le développement dont il a été inspiré, comme nous l'avons déjà souligné, la théorie analytique de la chaleur de Fourier, et introduit la notion de définition précise de la force électromotrice, ou "force d'elektroskopicheskoy" comme on l'appelle Ohm, la conductivité électrique (Starke der Leitung) et l'ampérage. Exprimant leur droit dérivé sous forme différentielle, tirée par les auteurs modernes, Ohm l'écrit et les valeurs de fin pour les cas particuliers de circuits électriques spécifiques, dont le circuit thermoélectrique le plus important. Sur cette base, il a formulé les lois bien connues de la variation de la tension le long de la chaîne.

Mais les études théoriques d'Ohm ont également passé inaperçu, comme si quelqu'un a écrit à leur sujet, que pour se moquer de «l'imagination morbide, dont le seul but est le désir de diminuer la dignité de la nature." Il a été seulement dix ans plus tard, son brillant travail a progressivement commencé à utiliser la reconnaissance due en Allemagne de leur apprécié Poggendorff et Fechner, en Russie - Lenz, Angleterre - Wheatstone en Amérique - Henry, Italie - Matteucci.

Avec les expériences de Ohm en France ont réalisé ses expériences Becquerel, et en Angleterre - Barlow. L'expérience d'introduction particulièrement remarquable d'un galvanomètre différentiel avec un cadre d'enroulement double et l'utilisation de la méthode de mesure "zéro". Des expériences Barlow également intéressant de mentionner parce qu'ils ont confirmé la constance expérimentale actuelle dans la chaîne. Cette conclusion a été testé et distribué au courant de la batterie interne Fechner en 1831, résumée en 1851 par Rudolf Kohlrausch (1809-1858) pour les conducteurs liquides, et encore confirmée par des expériences minutieuses Nidmana Gustav (1826-1899).

Mario Letstsi "Histoire de la Physique"