Информация

Карта сайта

Эволюция arrow История вещей arrow Электричество arrow История открытия законов электричества. Закон Кулона. Закон Ома.
2013-11-06 09:35:20
История открытия законов электричества. Закон Кулона. Закон Ома.
Печать E-mail
(1 голос)

Электричество получает законы

Первый важный закон электричества был установлен французским физиком Шарлем Кулоном в 1785 году — задолго до изобретения гальванических элементов.

Формулировкой закон Кулона удивительно напоминает закон всемирного тяготения: сила взаимодействия двух точечных неподвижных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Как же сумел Кулон открыть этот точный физический закон, практически не обладая привычным нам лабораторным оборудованием? Прием, использованный Кулоном, лишний раз доказывает, что изобретательность человеческого ума не знает границ…

Расстояние и силу взаимодействия между зарядами французский ученый определял с помощью тех же крутильных весов, которыми пользовался Кавендиш для исследования силы тяготения между двумя телами. А как Кулон сумел найти величину зарядов, с помощью какого прибора?

Он просто этого не делал, справедливо решив, что для его исследований не нужно знать абсолютную величину электрических зарядов, достаточно иметь два одинаковых заряда или определить, во сколько раз один заряд больше другого.

Зарядив один металлический шарик трением о сухую ткань, можно поднести к нему другой, незаряженный: при соприкосновении двух шариков заряды должны разделиться поровну между ними. Если к одному из них будет снова поднесен шарик  из  того же металла, то от первоначального заряда останется только четвертая часть. Вот так, остроумно и легко, делил Кулон электрические заряды на равные части, что и позволило ему открыть закон, который подтвердили точнейшие современные измерения! Следует вспомнить, что все это происходило в те далекие времена, когда у большинства ученых существовали довольно путаные представления о двух видах электричества: стеклянном и смоляном.

Повод для этого был очень «серьезный»: стеклянная палочка, потертая о шелк, притягивалась к янтарю, который электризовали с помощью меховой шкурки, но две «заряженные» стеклянные палочки отталкивались друг от друга! Значит, существуют два типа зарядов — отрицательные, «любящие» янтарную смолу, и положительные, оседающие на стекле? Опыты Кулона тоже, казалось бы, подтверждали такой вывод: шарики, заряжаемые разными способами, вели себя подобно стеклянным палочкам и кусочкам янтаря…

Исследования Бенджамена Франклина

Бенджамен Франклин был, вероятно, первым исследователем, предположившим, что оба вида электричества на самом деле представляют собой просто избыток и недостаток электричества одного и того же типа. «Части предмета, подвергаемого трению, притягивают в момент трения электрический огонь и, следовательно, отнимают его от трущего предмета; те же части склонны отдать полученный ими огонь любому телу, у которого его меньше»,— писал Франклин в 1748 году.

Трудно сейчас сказать, на чем основывался Франклин, высказывая эту мысль и далеко опережая взгляды своих современников,— на логическом рассуждении или опыте. Может быть, он заметил, что мех, натирающий янтарь, сам приобретает заряд противоположного знака, как и шелк, трущийся о стекло?

Сейчас мы хорошо знаем, что в любом проводящем теле электрический ток переносят только отрицательно заряженные электроны; положительный заряд, как и предполагал Франклин, создается там, где электронов меньше, чем должно быть обычно,при электронейтральном состоянии атома, молекулы или вещества в целом.

Верные взгляды на природу электричества постепенно пробивали себе дорогу. Но, не дожидаясь полного понимания физической причины явлений, исследователи установили закономерности поведения материалов по отношению к электрическому току. Опыт в те годы часто вел за собой теорию…

Пользуясь крутильными весами для измерения величины тока, протекающего по металлическому проводнику к заряжаемому предмету, немецкий физик Георг Ом, работавший большую часть жизни школьным учителем, открыл закон, имеющий для науки об электричестве не меньшее значение, чем закон Кулона.

Сила тока на участке однородной электрической цепи, гласит закон Ома, прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка.

Сопротивление любого проводника протеканию электрического тока, как доказал Ом, определяется только геометрическими размерами проводника и свойствами материала, из которого он сделан.

Для установления своего универсального закона Ому было необходимо с большой точностью, через определенные интервалы значений, менять напряжение, подаваемое на проводники различной длины и поперечного сечения. Он нашел интересное и простое решение: напряжение снималось со свободных концов двух проволочек, спай которых нагревался до строго фиксированных, но различных температур, благодаря чему изменялось получаемое напряжение. Ом очень удачно использовал открытый незадолго перед этим термоэлектрический эффект…

Как удивительно разнообразны, оригинальны и точны решения, к которым прибегали классики естествознания в своих работах! Как тут не вспомнить фразу из записной книжки остроумного писателя Ильи Ильфа, одного из авторов с детства всеми любимых романов «Двенадцать стульев» и «Золотой теленок»: «Все талантливые люди пишут разно, все бездарные люди пишут одинаково и даже одним почерком».

 

http://www.thingshistory.com/

 
Этот день в истории
23 февраля
1874английский майор Уолтер Уингфилд запатентовал новую игру на свежем воздухе, которую назвал «Sphairistike», ныне всем известную как теннис.
        cм. по теме: История тенниса »
1893Рудольф Дизель получил патент на дизельную установк
1947основана Международная организация по стандартизации (ISO)
Поиск
 

 
Случайные
Рейтинг
Популярные
Статьи