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DESCUBRIMIENTOS CIENTÍFICOS MÁS IMPORTANTES
Ley de Ohm. Historia y esencia del descubrimiento científico.
Directorio / Los descubrimientos científicos más importantes. Un conductor es simplemente un componente pasivo de un circuito eléctrico. Esta opinión prevaleció hasta los años cuarenta del siglo XIX. Entonces, ¿por qué perder el tiempo investigando? Stefano Marianini (1790–1866) fue uno de los primeros científicos en abordar el tema de la conductividad de los conductores. Llegó a su descubrimiento por accidente, estudiando el voltaje de las baterías. Stefano notó que con un aumento en el número de elementos de la columna voltaica, el efecto electromagnético en la flecha no aumenta notablemente. Esto hizo pensar inmediatamente a Marianini que cada elemento voltaico era un obstáculo para el paso de la corriente. Realizó experimentos con pares de "activo" e "inactivo" (es decir, que consisten en dos placas de cobre separadas por una junta húmeda) y encontró empíricamente una relación en la que el lector moderno reconoce un caso especial de la ley de Ohm, cuando la resistencia del no se toma en cuenta el circuito externo, como lo fue en la experiencia de Marianini. Om reconoció los méritos de Marianini, aunque sus obras no se convirtieron en una ayuda directa en el trabajo. Jorge Simón Ohm (1789-1854) nació en Erlangen, en la familia de un cerrajero hereditario. El papel del padre en la crianza del niño fue enorme y, quizás, todo lo que logró en la vida se lo debe a su padre. Después de salir de la escuela, George ingresó al gimnasio de la ciudad. El Erlangen Gymnasium estaba supervisado por la universidad y era una institución educativa correspondiente a esa época. Después de graduarse con éxito del gimnasio, en la primavera de 1805 Georg comenzó a estudiar matemáticas, física y filosofía en la Facultad de Filosofía de la Universidad de Erlangen. Después de estudiar durante tres semestres, Ohm aceptó una invitación para ocupar un puesto como profesor de matemáticas en una escuela privada en la ciudad suiza de Gottstadt. En 1809, se le pidió a George que dejara vacante su puesto y aceptara una invitación para el puesto de profesor de matemáticas en la ciudad de Neustadt. No había otra opción, y para Navidad se había mudado a un nuevo lugar. Pero el sueño de graduarse de la universidad no abandona a Omagh. En 1811 regresó a Erlangen. El autoestudio de Om fue tan fructífero que pudo graduarse de la universidad el mismo año, defender con éxito su disertación y recibir un doctorado. Inmediatamente después de graduarse de la universidad, se le ofreció el puesto de Privatdozent del Departamento de Matemáticas de la misma universidad. El trabajo docente fue bastante consistente con los deseos y habilidades de Ohm. Pero habiendo trabajado solo tres semestres, por razones materiales que lo habían perseguido casi toda su vida, se vio obligado a buscar un puesto mejor pagado. Por decisión real del 16 de diciembre de 1812, Ohm fue nombrado profesor de matemáticas y física en la escuela de Bamberg. En febrero de 1816 se cerró la verdadera escuela de Bamberg. Se ofreció un profesor de matemáticas para enseñar en aulas abarrotadas en una escuela preparatoria local por la misma tarifa. Habiendo perdido toda esperanza de encontrar un trabajo docente adecuado, el doctor desesperado recibe inesperadamente una oferta para ocupar el lugar de profesor de matemáticas y física en el Colegio Jesuita de Colonia. Inmediatamente se va al lugar de trabajo futuro. Aquí, en Colonia, trabajó durante nueve años. Fue aquí donde se "transformó" de matemático a físico. La presencia de tiempo libre contribuyó a la formación de Ohm como físico investigador. Se entrega con entusiasmo a un nuevo trabajo, sentado durante largas horas en el taller de tableros y en la tienda de instrumentos. Ohm se dedicó al estudio de la electricidad. Comenzó sus estudios experimentales determinando los valores relativos de la conductividad de varios conductores. Aplicando un método que ahora se ha vuelto clásico, conectó en serie entre dos puntos del circuito conductores delgados de varios materiales del mismo diámetro y cambió su longitud para obtener una cierta cantidad de corriente. Como V. V. Koshmanov, "Om conocía la aparición de los trabajos de Barlow y Becquerel, que describían la búsqueda experimental de la ley de los circuitos eléctricos. También conocía los resultados a los que llegaron estos investigadores. Aunque tanto Ohm como Barlow y Becquerel utilizaron Una aguja magnética como dispositivo registrador, observó especial cuidado en conectar el circuito y la fuente de corriente eléctrica que en principio era del mismo diseño, pero los resultados que obtenían eran diferentes. La verdad eludió obstinadamente a los investigadores. Era necesario, en primer lugar, eliminar la fuente de errores más importante que, según Ohm, era la batería galvánica. Ya en sus primeros experimentos, Ohm notó que el efecto magnético de la corriente cuando el circuito se cierra con un alambre arbitrario disminuye con el tiempo... Esta disminución prácticamente no se detuvo en el tiempo, y estaba claro que no tenía sentido buscar la ley de los circuitos eléctricos en este estado de cosas. Era necesario utilizar un tipo de generador de energía eléctrica diferente de los ya disponibles, o crear uno nuevo, o desarrollar un circuito en el que un cambio en el EMF no afectara los resultados del experimento. Om fue por el primer camino". Después de la publicación del primer artículo de Ohm, Poggendorf le aconsejó que abandonara los elementos químicos y utilizara mejor el termopar de cobre-bismuto, introducido poco antes por Seebeck. Ohm siguió este consejo y repitió sus experimentos, montando una instalación con una batería termoeléctrica, en cuyo circuito exterior se conectaban en serie ocho hilos de cobre del mismo diámetro, pero de diferente longitud. Midió la intensidad de la corriente con la ayuda de una especie de balanza de torsión, formada por una aguja magnética suspendida de un hilo metálico. Cuando la corriente paralela a la aguja la desvió, Om retorció el hilo del que estaba suspendida hasta que la aguja estuvo en su posición habitual; la fuerza actual se consideró proporcional al ángulo en el que se torció el hilo. Ohm llegó a la conclusión de que los resultados de los experimentos realizados con ocho cables diferentes se pueden expresar mediante la ecuación: el cociente de аdividido por х + вDonde х significa la intensidad de la acción magnética del conductor, cuya longitud es igual a хY а и в - constantes que dependen, respectivamente, de la fuerza de excitación y de la resistencia de las restantes partes del circuito. Las condiciones del experimento cambiaron: se reemplazaron las resistencias y los pares termoeléctricos, pero los resultados aún se reducían a la fórmula anterior, que muy fácilmente se convierte en la que conocemos si reemplazamos х fuerza actual, а - fuerza electromotriz y в + х - la resistencia total del circuito. Ohm también experimenta con cuatro alambres de latón: el resultado es el mismo. "De esto se deduce una conclusión importante", escribe Koshmanov, "que la fórmula encontrada por Ohm, que relaciona las cantidades físicas que caracterizan el proceso de flujo de corriente en un conductor, es válida no solo para conductores de cobre. Usando esta fórmula, puede calcular circuitos eléctricos independientemente del material de los conductores utilizados en este... ... Además, Ohm descubrió que la constante β no depende ni de la fuerza de excitación ni de la longitud del cable incluido. Este hecho da motivos para afirmar que el valor de caracteriza la parte inmutable de la cadena. Y dado que la suma en el denominador de la fórmula resultante solo es posible para cantidades del mismo nombre, entonces, por lo tanto, la constante en, concluye Ohm, debería caracterizar la conductividad de la parte invariable del circuito. En experimentos posteriores, Ohm estudió el efecto de la temperatura del conductor en su resistencia. Llevó los conductores investigados a la llama, los colocó en agua con hielo picado y se aseguró de que la conductividad eléctrica de los conductores disminuyera al aumentar la temperatura y aumentara al disminuirla. Habiendo recibido su famosa fórmula, Ohm la usa para estudiar la acción del multiplicador de Schweigger sobre la desviación de la flecha y para estudiar la corriente que pasa en el circuito externo de la batería de celdas, dependiendo de cómo estén conectadas - en serie o en paralelo. Así, explica qué determina la corriente externa de la batería, cuestión bastante oscura para los primeros investigadores. Aparece el famoso artículo de Ohm "La definición de la ley según la cual los metales conducen la electricidad de contacto, junto con un bosquejo de la teoría del aparato voltaico y el multiplicador de Schweigger", publicado en 1826 en el Journal of Physics and Chemistry. La aparición de un artículo que contenía los resultados de investigaciones experimentales en el campo de los fenómenos eléctricos no impresionó a los científicos. Ninguno de ellos podría siquiera imaginar que la ley de los circuitos eléctricos establecida por Ohm es la base para todos los cálculos eléctricos del futuro. En 1827, en Berlín, publicó su obra principal, El circuito galvánico diseñado matemáticamente. Ohm se inspiró en su investigación en la Teoría analítica del calor de Jean-Baptiste Fourier (1822-1768) (1830). El científico se dio cuenta de que el mecanismo del "flujo de calor", del que habla Fourier, puede compararse con una corriente eléctrica en un conductor. Y así como en la teoría de Fourier el flujo de calor entre dos cuerpos o entre dos puntos del mismo cuerpo se explica por la diferencia de temperatura, así Ohm explica la diferencia de "fuerzas electroscópicas" en dos puntos del conductor, la ocurrencia de un choque eléctrico. corriente entre ellos. Ohm introduce los conceptos y definiciones precisas de la fuerza electromotriz, o "fuerza electroscópica", en palabras del propio científico, conductividad eléctrica y fuerza de corriente. Habiendo expresado la ley que derivó en la forma diferencial dada por los autores modernos, Ohm también la escribe en valores finitos para casos especiales de circuitos eléctricos específicos, de los cuales el circuito termoeléctrico es especialmente importante. Con base en esto, formula las conocidas leyes de cambio en el voltaje eléctrico a lo largo del circuito. Pero la investigación teórica de Ohm también pasó desapercibida, la obra teórica de Ohm compartió la suerte de la obra que contenía su investigación experimental. El mundo científico seguía esperando. Solo en 1841 se tradujo la obra de Ohm al inglés, en 1847 al italiano y en 1860 al francés. Los físicos rusos fueron los primeros en reconocer la ley de Ohm entre los científicos extranjeros. Lenz y Jacobi. También ayudaron a su reconocimiento internacional. Con la participación de físicos rusos, el 5 de mayo de 1842, la Royal Society de Londres otorgó a Ohm una medalla de oro y lo eligió como miembro, Ohm se convirtió en el segundo científico alemán en recibir tal honor. Su colega estadounidense habló muy emocionado sobre los méritos del científico alemán. henry j "Cuando leí por primera vez la teoría de Ohm", escribió, "me pareció como un rayo, iluminando de repente una habitación sumergida en la oscuridad". El profesor de física de la Universidad de Munich E. Lommel habló con precisión sobre la importancia de la investigación de Ohm en la inauguración de un monumento al científico en 1895. “El descubrimiento de Ohm fue una antorcha brillante que iluminó el área de electricidad que había sido envuelta en la oscuridad delante de él. Ohm mostró el único camino correcto a través del impenetrable bosque de hechos incomprensibles. El notable progreso en el desarrollo de la ingeniería eléctrica, que hemos observado con asombro en las últimas décadas, solo podía lograrse sobre la base del descubrimiento de Ohm. secreto y lo pasó a manos de sus contemporáneos. Autor: Samin D.K.
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