Ohm'sches Gesetz

Das Ohmsche Gesetz ist eine wichtige Regel für die Analyse elektrischer Schaltkreise und beschreibt die Beziehung zwischen drei wichtigen physikalischen Größen: Spannung, Strom und Widerstand. Dies bedeutet, dass der Strom über zwei Punkte proportional zur Spannung ist, wobei die Proportionalitätskonstante der Widerstand ist.

Mit Ohm's Gesetz

Die durch das Ohmsche Gesetz definierte Beziehung wird im Allgemeinen in drei äquivalenten Formen ausgedrückt:

ich = V / R
R = V / ich
V = IR

Wenn diese Variablen über einen Leiter zwischen zwei Punkten wie folgt definiert sind:

• ich stellt den elektrischen Strom in Ampere-Einheiten dar.
• V stellt die am Leiter gemessene Spannung in Volt dar und
• R repräsentiert den Widerstand des Leiters in Ohm.

Eine Möglichkeit, dies konzeptionell zu betrachten, ist die Strömung, ich, fließt über einen Widerstand (oder sogar über einen nicht perfekten Leiter, der einen gewissen Widerstand hat), R, dann verliert der Strom Energie. Die Energie, bevor sie den Leiter kreuzt, wird daher höher sein als die Energie, nachdem sie den Leiter kreuzt, und dieser Unterschied in der elektrischen Spannung wird in der Spannungsdifferenz dargestellt, V, über den Dirigenten.

Die Spannungsdifferenz und der Strom zwischen zwei Punkten können gemessen werden, was bedeutet, dass der Widerstand selbst eine abgeleitete Größe ist, die nicht direkt experimentell gemessen werden kann. Wenn wir jedoch ein Element in einen Stromkreis einfügen, dessen Widerstandswert bekannt ist, können Sie diesen Widerstand zusammen mit einer gemessenen Spannung oder einem gemessenen Strom verwenden, um die andere unbekannte Größe zu identifizieren.

Geschichte von Ohm's Gesetz

Der deutsche Physiker und Mathematiker Georg Simon Ohm (16. März 1789 - 6. Juli 1854 n. Chr.) Forschte 1826 und 1827 im Bereich Elektrizität und veröffentlichte die Ergebnisse, die 1827 als Ohmsches Gesetz bekannt wurden. Er konnte den Strom mit messen ein Galvanometer und versuchte ein paar verschiedene Einstellungen, um seine Spannungsdifferenz festzustellen. Der erste war ein Voltaic-Haufen, ähnlich den Originalbatterien, die im Jahr 1800 von Alessandro Volta hergestellt wurden.

Auf der Suche nach einer stabileren Spannungsquelle wechselte er später zu Thermoelementen, die eine Spannungsdifferenz basierend auf einer Temperaturdifferenz erzeugen. Was er tatsächlich direkt gemessen hat, war, dass der Strom proportional zur Temperaturdifferenz zwischen den beiden elektrischen Verbindungen war, aber da die Spannungsdifferenz direkt mit der Temperatur zusammenhängt, bedeutet dies, dass der Strom proportional zur Spannungsdifferenz war.

In einfachen Worten, wenn Sie die Temperaturdifferenz verdoppelt haben, haben Sie die Spannung und auch den Strom verdoppelt. (Vorausgesetzt natürlich, dass Ihr Thermoelement nicht schmilzt oder so. Es gibt praktische Grenzen, an denen dies zusammenbrechen würde.)

Ohm war nicht der erste, der diese Art von Beziehung untersucht hat, obwohl er zuerst veröffentlicht hat. Frühere Arbeiten des britischen Wissenschaftlers Henry Cavendish (10. Oktober 1731 - 24. Februar 1810 v. Chr.) In den 1780er Jahren hatten dazu geführt, dass er in seinen Zeitschriften Kommentare abgegeben hatte, die auf die gleiche Beziehung hinzuweisen schienen. Ohne dass dies veröffentlicht oder auf andere Weise an andere Wissenschaftler seiner Zeit weitergegeben wurde, waren die Ergebnisse von Cavendish nicht bekannt, sodass Ohm die Möglichkeit hatte, die Entdeckung zu machen. Deshalb trägt dieser Artikel nicht den Titel Cavendishs Gesetz. Diese Ergebnisse wurden später im Jahre 1879 von James Clerk Maxwell veröffentlicht, aber zu diesem Zeitpunkt war der Kredit für Ohm bereits hergestellt.

Andere Formen von Ohm's Gesetz

Eine andere Art der Darstellung des Ohmschen Gesetzes wurde von Gustav Kirchhoff (von Kirchoff's Laws Fame) entwickelt und hat die Form von:

J = σE

wo diese Variablen stehen für:

• J repräsentiert die Stromdichte (oder den elektrischen Strom pro Querschnittsfläche) des Materials. Dies ist eine Vektorgröße, die einen Wert in einem Vektorfeld darstellt, dh, sie enthält sowohl eine Größe als auch eine Richtung.
• Sigma stellt die Leitfähigkeit des Materials dar, die von den physikalischen Eigenschaften des einzelnen Materials abhängt. Die Leitfähigkeit ist der Kehrwert des spezifischen Widerstands des Materials.
• E repräsentiert das elektrische Feld an diesem Ort. Es ist auch ein Vektorfeld.