Електрони та їх роль в електричному струмі

Довжина дроту в дюймах24610183466130

Кут закручування нитки , градуси 305,25 281,5259224178,5124,757947,5

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,дюйми24610183466130

Х,градуси305,5280,5259224177125,257945

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 вольтметр показуватиме тепер найбільшу для даного кола різницю потенціалів - різницю електричних “ рівнів “ на клемах батареї . Звідки ж взялася ця різниця потенціалів ? Це результат хімічних реакцій в елементах . Замість хімічного джерела різниці потенціалів - батареї хімічних елементів - могли б взяти термоелемент . Тоді посилення теплового руху електронів в одному із спаїв двох металів , що відбувається внаслідок нагрівання , спричинило б виникнення різниці потенціалів . Можна було б узяти електричний генератор .Потрібна для підтримування струму в колі різниця потенціалів виникає внаслідок обертання якоря .

У часи Ома ще не було чіткого розуміння ні роботи , ні енергії . Усяку невідому причину явища пояснювали дією сили . Ще Вольт в своїх дослідах з різницею потенціалів при контакті двох різнорідних металів пояснював її виникнення дією електрорушійної сили , а метали називав електродвигунами . Слід визнати , що термін Вольта “ електрорушійна сила “ досить наочний і тому виявився живучим , зберігся до наших днів .