Цахилгаан гүйдлийн соронзон үйл ажиллагааны хэрэглээ. Цахилгаан гүйдлийн үйл ажиллагаа: дулааны, химийн, соронзон, гэрэл, механик

Цахилгаан хэлхээнд гүйдэл байгаа нь үргэлж ямар нэг үйлдлээр илэрдэг. Жишээлбэл, тодорхой ачаалал эсвэл түүнтэй холбоотой зарим үзэгдлийн дор ажиллах. Үүний үр дүнд энэ нь тодорхой цахилгаан хэлхээнд байгаа эсэхийг илтгэдэг цахилгаан гүйдлийн үйлдэл юм. Өөрөөр хэлбэл, ачаалал ажиллаж байгаа бол гүйдэл явагдана.

Цахилгаан гүйдэл нь янз бүрийн үр нөлөөг үүсгэдэг гэдгийг мэддэг. Жишээлбэл, эдгээрт дулааны, химийн, соронзон, механик эсвэл гэрэл орно. Энэ тохиолдолд цахилгаан гүйдлийн янз бүрийн нөлөөллүүд нэгэн зэрэг илэрч болно. Энэ материал дахь бүх илрэлийн талаар бид танд илүү дэлгэрэнгүй ярих болно.

Дулааны үзэгдэл

Дамжуулагчийн температур гүйдэл дамжин өнгөрөхөд нэмэгддэг гэдгийг мэддэг. Ийм дамжуулагч нь янз бүрийн металл эсвэл тэдгээрийн хайлмал, хагас металл эсвэл хагас дамжуулагч, түүнчлэн электролит ба плазм юм. Жишээлбэл, цахилгаан гүйдэл нь нихром утсаар дамжин өнгөрөхөд маш их халдаг. Энэ үзэгдлийг халаалтын төхөөрөмжид ашигладаг, тухайлбал: цахилгаан данх, бойлер, халаагуур гэх мэт. Цахилгаан нуман гагнуур нь хамгийн өндөр температуртай, тухайлбал цахилгаан нумын халаалт нь 7000 хэм хүртэл хүрч чаддаг. Энэ температурт металыг хялбар хайлахад хүрдэг.

Үүсгэсэн дулааны хэмжээ нь тухайн хэсэгт ямар хүчдэл хэрэглэсэн, цахилгаан гүйдэл, хэлхээгээр дамжин өнгөрөх хугацаа зэргээс шууд хамаарна.

Үүсгэсэн дулааны хэмжээг тооцоолохын тулд хүчдэл эсвэл гүйдлийг ашиглана. Энэ тохиолдолд цахилгаан хэлхээний эсэргүүцлийн үзүүлэлтийг мэдэх шаардлагатай, учир нь энэ нь одоогийн хязгаарлалтаас болж халаалтыг өдөөдөг. Мөн гүйдэл ба хүчдэлийг ашиглан дулааны хэмжээг тодорхойлж болно.

химийн үзэгдэл

Цахилгаан гүйдлийн химийн нөлөө нь электролит дахь ионуудын электролиз юм. Электролизийн явцад анод нь анионуудыг өөртөө, катод нь катионуудыг холбодог.

Өөрөөр хэлбэл, электролизийн үед одоогийн эх үүсвэрийн электродууд дээр тодорхой бодисууд ялгардаг.

Нэг жишээ өгье: хоёр электродыг хүчиллэг, шүлтлэг эсвэл давсны уусмалд буулгадаг. Дараа нь цахилгаан хэлхээгээр гүйдэл дамждаг бөгөөд энэ нь электродуудын аль нэг дээр эерэг цэнэг, нөгөө талд нь сөрөг цэнэгийг үүсгэдэг. Уусмал дахь ионууд өөр цэнэгтэй электрод дээр хуримтлагддаг.

Цахилгаан гүйдлийн химийн үйлчлэлийг үйлдвэрлэлд ашигладаг. Тиймээс энэ үзэгдлийг ашиглан усыг хүчилтөрөгч, устөрөгч болгон задалдаг. Нэмж дурдахад электролизийн тусламжтайгаар металыг цэвэр хэлбэрээр гаргаж авдаг бөгөөд гадаргууг цахилгаанаар бүрсэн байдаг.

Соронзон үзэгдэл

Агрегацын аль ч төлөвийн дамжуулагч дахь цахилгаан гүйдэл нь соронзон орон үүсгэдэг. Өөрөөр хэлбэл, цахилгаан гүйдэл бүхий дамжуулагч нь соронзон шинж чанартай байдаг.

Тиймээс, хэрэв та соронзон луужингийн зүүг цахилгаан гүйдэл урсдаг дамжуулагч руу ойртуулбал энэ нь эргэлдэж, дамжуулагч руу перпендикуляр байр суурь эзэлнэ. Хэрэв та энэ дамжуулагчийг төмрийн цөмд ороож, түүгээр шууд гүйдэл дамжуулвал энэ цөм нь цахилгаан соронзон шинж чанарыг авах болно.

Соронзон орны мөн чанар нь үргэлж цахилгаан гүйдэл байдаг. Тайлбарлая: хөдөлж буй цэнэгүүд (цэнэглэгдсэн бөөмс) нь соронзон орон үүсгэдэг. Энэ тохиолдолд эсрэг чиглэлийн гүйдэл нь түлхэж, ижил чиглэлийн гүйдэл татдаг. Энэ харилцан үйлчлэл нь цахилгаан гүйдлийн соронзон орны соронзон ба механик харилцан үйлчлэлээр зөвтгөгддөг. Эндээс харахад гүйдлийн соронзон харилцан үйлчлэл хамгийн чухал юм.

Соронзон үйлдэл нь трансформатор, цахилгаан соронзонд ашиглагддаг.

Гэрлийн үзэгдэл

Гэрлийн үйл ажиллагааны хамгийн энгийн жишээ бол улайсдаг чийдэн юм. Энэхүү гэрлийн эх үүсвэрт спираль нь цагаан дулааны төлөвт шилжих гүйдлээр дамжин хүссэн температурын утгад хүрдэг. Ийм байдлаар гэрэл ялгардаг. Уламжлалт улайсдаг гэрлийн чийдэнгийн хувьд нийт цахилгааны ердөө таван хувь нь гэрэлд зарцуулагддаг бол үлдсэн арслангийн хувь нь дулаан болж хувирдаг.

Илүү орчин үеийн аналогууд, жишээлбэл, флюресцент чийдэн нь цахилгааныг гэрэл болгон хамгийн үр ашигтайгаар хөрвүүлдэг. Өөрөөр хэлбэл, бүх энергийн хорин хувь нь гэрлийн суурь дээр байдаг. Фосфор нь мөнгөн усны уур эсвэл инертийн хийнээс ялгарах хэт ягаан туяаг хүлээн авдаг.

Гүйдлийн гэрлийн үйл ажиллагааны хамгийн үр дүнтэй хэрэгжилт нь онд тохиолддог. Pn уулзвараар дамжин өнгөрөх цахилгаан гүйдэл нь фотон ялгаруулалттай цэнэг зөөгчдийг дахин нэгтгэхийг өдөөдөг. Хамгийн сайн LED гэрлийн ялгаруулагч нь шууд зайтай хагас дамжуулагч юм. Эдгээр хагас дамжуулагчийн найрлагыг өөрчилснөөр өөр өөр гэрлийн долгионы (өөр өөр урт, хүрээ) LED үүсгэх боломжтой. LED-ийн үр ашиг 50 хувьд хүрдэг.

Механик үзэгдэл

Цахилгаан гүйдэл дамжуулагчийн эргэн тойронд соронзон орон үүсдэг гэдгийг санаарай. Бүх соронзон үйлдэл хөдөлгөөнд хувирдаг. Жишээлбэл, цахилгаан мотор, соронзон өргөх төхөөрөмж, реле гэх мэт.

1820 онд Андре Мари Ампер нэг цахилгаан гүйдлийн нөгөөд үзүүлэх механик нөлөөллийг дүрсэлсэн "Амперийн хууль"-ийг боловсруулсан.

Нэг чиглэлд цахилгаан гүйдэл дамжуулж буй зэрэгцээ дамжуулагчид бие биедээ таталцлыг мэдэрдэг бөгөөд эсрэг чиглэлд байгаа нь эсрэгээр түлхэлттэй байдаг.

Мөн амперийн хууль нь цахилгаан гүйдэл дамжуулагч дамжуулагчийн жижиг сегмент дээр соронзон орон үйлчлэх хүчний хэмжээг тодорхойлдог. Энэ нь цахилгаан моторын үйл ажиллагааны үндэс суурь болдог хүч юм.

Цахилгаан гүйдлийн үйлдэл

Цахилгаан гүйдлийн зургаан нөлөө байдаг:

1. Гүйдлийн дулааны нөлөө (халаалтын төхөөрөмжийг халаах);
2. Гүйдлийн химийн нөлөө (электролитийн уусмал дахь цахилгаан гүйдэл);
3. Гүйдлийн соронзон нөлөө.
4. Гүйдлийн гэрлийн нөлөө.
5. Гүйдлийн физиологийн нөлөө.
6. Гүйдлийн механик үйлдэл.

Гүйдлийн дулааны нөлөө

Гүйдлийн химийн нөлөө

Гүйдлийн соронзон нөлөө

Цахилгаан гүйдэл нь соронзон орон үүсгэдэг бөгөөд энэ нь байнгын соронзонд үзүүлэх нөлөөгөөр илэрдэг. Жишээлбэл, хэрэв та цахилгаан гүйдэл урсдаг дамжуулагч руу луужин авчрах юм бол байнгын соронз болох луужингийн зүү хөдөлж эхэлнэ. Хэрэв луужингийн зүү нь дэлхийн соронзон орны хүчний шугамын дагуу байрладаг байсан бол цахилгаан гүйдэл бүхий дамжуулагч руу ойртсоны дараа зүү нь дамжуулагчийн соронзон орны хүчний шугамын дагуу чиглэнэ.

Шарх утас ба цөмөөс бүрдсэн ороомог нь металл хэсгүүдийг татдаг. Ороомог ба цөм хоёулаа өөр өөр дамжуулагчаас бүрддэг тул электронууд өөр өөр дамжуулагч руу шилждэг.

Викимедиа сан.

2010 он.

Бусад толь бичгүүдээс "Цахилгаан гүйдлийн үйлдэл" гэж юу болохыг харна уу.- 117. Цахилгаан релений мөчлөгийн үйл ажиллагааны хязгаарлах сэлгэн залгах чадвар D. Schaltvermögen bei Schaltspielen E. Хязгаарлах циклийн багтаамж F. Pouvoir limite de maneuver Цахилгааны гаралтын хэлхээний хамгийн их гүйдлийн утга ... ...

ГОСТ 19350-74: Цахилгаан хөдлөх бүрэлдэхүүний цахилгаан тоног төхөөрөмж. Нэр томьёо ба тодорхойлолтНэр томьёо ГОСТ 19350 74: Цахилгаан хөдлөх бүрэлдэхүүний цахилгаан тоног төхөөрөмж. Нэр томьёо, тодорхойлолт Эх баримт бичиг: 48. Пантографын идэвхтэй статик шахалт Пантографыг контактын утсан дээр аажмаар нэмэгдүүлэхийн зэрэгцээ дарах ... ... Норматив, техникийн баримт бичгийн нэр томъёоны толь бичиг-лавлах ном

- (товчлол. HIT) нь EMF-ийн эх үүсвэр бөгөөд түүнд тохиолддог химийн урвалын энерги шууд цахилгаан энерги болж хувирдаг. Агуулга 1 Бүтээлийн түүх 2 Үйл ажиллагааны зарчим ... Википедиа

ГОСТ Р 52726-2007: 1 кВ-оос дээш хүчдэлийн хувьсах гүйдлийн салгагч ба газардуулгын унтраалга ба тэдгээрийн хөтчүүд. Техникийн ерөнхий нөхцөл- Нэр томьёо ГОСТ Р 52726 2007: 1 кВ-оос дээш хүчдэлийн хувьсах гүйдлийн салгагч ба газардуулгын унтраалга ба тэдгээрт зориулсан хөтчүүд. Техникийн ерөнхий нөхцөл Анхны баримт бичиг: 3.1 IP код: Хамгаалалтын зэрэглэлийг тодорхойлсон кодлох систем ... ... Норматив, техникийн баримт бичгийн нэр томъёоны толь бичиг-лавлах ном

Энэ хуудсанд томоохон засвар хийх шаардлагатай байна. Үүнийг Wikified, өргөтгөх эсвэл дахин бичих шаардлагатай байж магадгүй. Wikipedia хуудсан дээрх шалтгааны тайлбар, хэлэлцүүлэг: Сайжруулахаар / 2012 оны 10-р сарын 23. Сайжруулахаар тогтоосон огноо 2012 оны 10-р сарын 23 ... Википедиа

Төрөл бүрийн энергийг цахилгаан болгон хувиргадаг төхөөрөмж. Хувиргасан энергийн төрлөөс хамааран эрчим хүчний эх үүсвэрийг химийн болон физик гэж хувааж болно. Анхны химийн цахилгаан химийн эсүүдийн тухай мэдээлэл (галван эс ба батерей) ... ... Зөвлөлтийн агуу нэвтэрхий толь бичиг

P. d. нь мембраны потенциалын өөрчлөлтийн өөрөө тархдаг долгион бөгөөд энэ нь нейроны аксон руу дараалан дамждаг. нейроны эсийн биеэс аксоны төгсгөл хүртэл. Мэдээлэл дамжуулах хэвийн үед. мэдрэлийн сүлжээнд P... Сэтгэл судлалын нэвтэрхий толь бичиг

ӨНӨӨГИЙН ТЭЭВЧИЙН ХӨДӨЛГӨӨН- цахилгаан талбарын чиглэлд гүйдлийн тээвэрлэгчдийн (электрон, ион, нүх) хөдөлгөөний дундаж тогтвортой байдлын хурдыг E эрчимтэй харьцуулсан харьцаатай тэнцүү цахилгаан шинж чанар (харна уу) ба хагас дамжуулагчийг (харна уу) тодорхойлсон хэмжигдэхүүн. ... ... Том Политехникийн нэвтэрхий толь бичиг

Агаарын дулааны цахилгаан станцуудын шинэ бүтээл нь агаар мандалд нэмэгдэж буй дулааны агаарын урсгалын ажиглалттай холбоотой юм. Тэднийг ламинараар харах нь хамгийн тохиромжтой, гэхдээ энэ нь хэцүү ажил бөгөөд тэд үргэлж үймээн самуунтай байх болно, мөн ... ... Википедиа

хойшлуулсан тэслэгч- Цахилгаан гүйдэл дамжин өнгөрсний дараа тогтсон хугацаанд тэсэлдэг. Тэсрэлтийн чиглэлтэй цэнэгийг бэлтгэхэд хэрэглэнэ Сэдвүүд... ... Техникийн орчуулагчийн гарын авлага

Номууд

• Цахилгааны аюулгүй байдал, Кисаримов Р.А.. 336 х. Энэхүү ном нь өдөр тутмын амьдрал болон ажил дээрээ цахилгаан цочролын аюулын талаар тоймлон өгүүлж, гүйдлийн хэмжээнээс хамаарч цахилгаан гүйдлийн хүнд үзүүлэх нөлөөг судалсан болно.

Байнгын соронз ба гүйдэл дамжуулагчийн ойролцоо үүсдэг соронзон орны шугамын (MFL) шалтгаан, шинж чанарын тухай. Өмнөх нийтлэлдээ би байнгын соронз эсвэл гүйдэл дамжуулагчийн ойролцоох соронзон орон нь янз бүрийн эрчимтэй MSL-ийн хөндлөнгийн оролцоог илэрхийлдэг гэж таамаглаж байсан. Би MSL гэсэн нэр томъёонд тодорхой физик утгыг хавсаргадаг. Эдгээр нь зөвхөн геометрийн шугамууд биш, харин соронзон орны нарийн төвөгтэй бүтцийн нэг хэсэг бөгөөд энэ нь эргээд соронзон шинж чанартай микроскоп долгионоос бүрддэг. Төмөр эсвэл төмрийн үртэс нь байнгын соронзны соронзон орны нөлөөлөлд өртөх үед энэ талбар нь төмөр эсвэл төмрийн үртэстэй харьцуулахад гадаад (EMF) байна. VMF нь эхлээд төмрийн хэсэг эсвэл төмрийн үртэс дотор өөрийн соронзон орон (SMF) -ийг өдөөдөг бөгөөд дараа нь MFL-ээр дамжуулан энэхүү SMF-тэй харилцан үйлчилдэг.

Энэ нь гүйдэл дамжуулах дамжуулагчдад мөн хамаарна. Хаалттай хэлхээний дамжуулагчуудад гүйдэл байгаа бол (энэ нь дамжуулагчийн эргэн тойронд SMP байна гэсэн үг) VMF нь тэдгээрийн MSL-ээр дамжуулагчийн SMP-тэй харьцдаг. Дамжуулагчид гүйдэл байхгүй, тиймээс дамжуулагчийн эргэн тойронд MSL байхгүй үед EMF нь дамжуулагчийн бичил бүтцэд нэвтэрч байгаа хэдий ч EMF нь дамжуулагч өөрөө үйлчилдэггүй.

Энэ нийтлэлд бид соронзон ба дамжуулагчийн MSL-ээр дамжуулан гүйдэлтэй харилцан үйлчлэлийн талаар ярих болно.

Шинжлэх ухааны нийтлэлээс энэ талаар мэддэг зүйлийг эргэн санацгаая. Өмнө дурьдсанчлан, Г.Оерстед 1820 онд соронз ба дамжуулагч хоёрын гүйдэлтэй харилцан үйлчлэлийг туршилтаар харуулсан. Тогтмол гүйдэлтэй дамжуулагчийн ойролцоо соронзон зүүний үйлдэл нь энэ дамжуулагчийн эргэн тойронд соронзон орон байгааг харуулж байна. Үүний дараа соронзон орон ба гүйдлийн хооронд нягт холбоо тогтоогдсон. Туршилтуудаа нэгтгэн дүгнэхэд Оерстед хаалттай хэлхээний дамжуулагчдад гүйдэл байгаа нь ямар ч шинж чанараас үл хамааран энэ хэлхээний дамжуулагчийн эргэн тойронд MSL соронзон орон үүсэхэд хүргэдэг болохыг харуулсан. Энэ нь дамжуулагчийн MSL болон соронзон зүүний MSL-ийн харилцан үйлчлэл нь түүний нэг туйлыг гүйдэлтэй дамжуулагч руу эргүүлэхэд хүргэдэг.

1821 онд Францын эрдэмтэн А.Ампер хэлхээгээр дамжин өнгөрөх цахилгаан гүйдэл, статик цахилгаанд ийм хамаарал байхгүй тохиолдолд цахилгаан ба соронзон хоёрын хамаарлыг тогтоожээ.

Заасан MSL харилцан үйлчлэл нь харилцан хамааралтай эсэхийг шалгахын тулд, өөрөөр хэлбэл. гүйдэл дамжуулагч дээр соронз ажиллаж байгаа эсэхээс үл хамааран дараах туршилтыг хийсэн (Зураг 1). Тогтмол гүйдэл бүхий дамжуулагчийг суурин байнгын соронз дээр түдгэлзүүлсэн. Гүйдэл дамжуулагч нь соронзон зүүтэй төстэй ажилладаг болох нь тогтоогдсон.

Зэрэгцээ туузан соронзонтой ойрхон байрладаг уян дамжуулагчтай холбоотой сонирхолтой туршилт юм. Дамжуулагчид гүйдэл гарч ирэхэд туузан соронзоор ороосон (Зураг 2). Энэ нь туузан соронзны MSL-тэй харилцан үйлчилдэг гүйдэл дамжуулагчийн хэсэг бүрийн эргэн тойронд MSL-ууд гарч ирснийг харуулж байна.

Ийм дүгнэлтийг Д.Араго хийсэн бөгөөд тэрээр туршилтаараа гүйдэл дамжуулдаг тусгаарлагдсан утсыг металл үртэс дотор дүрвэл үртэс нь соронзон мэт бүхэл бүтэн уртаараа наалддаг болохыг харуулжээ. Гүйдэл унтрах үед модны үртэс алга болно.

Үүнтэй төстэй харилцан үйлчлэл нь бие биентэйгээ ойрхон байрладаг шууд гүйдэл бүхий хоёр дамжуулагчийн хооронд үүссэн. Туршилтанд (Зураг 3) хоёр зэрэгцээ дамжуулагчийг бие биенээсээ богино зайд суурилуулсан. Эдгээр дамжуулагчид түүний чиглэлээс хамааран татагдаж эсвэл түлхэгджээ. Эдгээр болон бусад туршилтуудад цахилгаан гүйдлийн соронзон нөлөө нь хоёр соронзны харилцан үйлчлэлтэй төстэй болохыг харуулсан.

Соронзон талбайн харилцан үйлчлэлийн талаар бидний авч үзсэн туршилтууд нь байнгын соронз ба байнгын соронз ба гүйдэл дамжуулагчийн хоорондох бүх харилцан үйлчлэл, түүнчлэн бие биетэйгээ гүйдэл дамжуулагч хоёр дамжуулагч харилцан үйлчлэлд буурдаг болохыг харуулж байна. тэдгээрийн MSL-ээр дамжуулан соронзон орны . Практикт соронзон орны харилцан үйлчлэлийн үндсэн дээр, ялангуяа соронзон орон ба дамжуулагчийн гүйдлийн харилцан үйлчлэлийн үндсэн дээр олон тооны техникийн төхөөрөмжүүд бий болдог гэдгийг харгалзан бид зарим туршилтуудыг танилцуулах ёстой. Энэ талбар дахь зарим үзэгдлийг дараа нь тайлбарлах шаардлагатай болно.

Соронзон орон ба дамжуулагчийн гүйдэлтэй харилцан үйлчлэлийн талаархи дараах туршилтыг авч үзье. Тах соронзны соронзон орон дээр гүйдэл дамжуулах дамжуулагчийн шулуун хэсэг байдаг. (Зураг 4). Дамжуулагчийн гүйдлийн чиглэлийг өөрчилснөөр соронзон орны чиглэлтэй харьцуулахад түүний байршлыг өөрчилснөөр дамжуулагч дээр үйлчлэх хүчний чиглэлийг тодорхойлж болно. Гүйдэл асаалттай үед (түүний чиглэлээс хамаарч) дамжуулагчийг соронз руу татах эсвэл соронзоос түлхэж болно. Энэ тохиолдолд соронзон орон нь MSL талбайн чиглэлд перпендикуляр байрлах үед л гүйдэл дамжуулагч дээр ажилладаг. Кондуктор ба MSL зэрэгцээ байрласан тохиолдолд харилцан үйлчлэлийн талбар үүсэхгүй.

Соронзон орон дахь гүйдэл дамжуулагч дээр ажиллах хүчийг дараахь хамаарлаас тодорхойлно.

F= k*H*I*L*sina,

Энд H нь соронзон орны хүч, I нь одоогийн хүч, L нь дамжуулагчийн шулуун хэсгийн урт, a нь H ба I хоорондох өнцөг юм.

Энэ харилцааг Амперын хууль гэж нэрлэдэг. Практикт ихэнх тохиолдолд гүйдэл дамждаг янз бүрийн хэлбэрийн дамжуулагчтай харьцах шаардлагатай байдаг бөгөөд соронзон орны гүйдэл бүхий ийм дамжуулагчдад үзүүлэх нөлөө нь нэлээд төвөгтэй байдаг. Соронзон орон нь ороомог эсвэл соленоид хэлбэрийн гүйдэл дамжуулагчийн энгийн хэлбэрт хэрхэн нөлөөлж байгааг харцгаая.

Туршилтаас харахад гүйдэл бүхий ороомог нь туйлууд (хойд ба өмнөд) ороомгийн эсрэг талын хавтгайд байрладаг хавтгай соронзтой төстэй юм. Туйлууд нь гүйдэл дамжуулах ороомгийн хавтгайд перпендикуляр байна. Гимлет дүрмийг ашиглан эдгээр туйлуудын аль нь хойд, аль нь өмнөд байгааг тодорхойлж болно. Гүйдэлтэй ороомгийн хойд туйлыг түүний эргэлтийн бариулын чиглэлээр тодорхойлно - MSL-ийн чиглэлтэй аналоги. Хэрэв та гимлетийг гүйдлийн чиглэлд шургуулж байвал ороомгийн хавтгайгаас гарч буй MSL нь хойд туйл руу чиглэнэ. Соленоидын соронзон туйлууд нь ижил аргаар тодорхойлогддог.

Гүйдэлтэй ороомог дээр ажилладаг гадаад соронзон орон нь түүнийг эргүүлэх хандлагатай байдаг тул ороомгийн MSL нь гадаад соронзон орны MSL-тэй параллель байна. Гүйдэл дамжуулах ороомог дээр ажиллаж буй хүчийг шинжлэхийн тулд тэгш өнцөгт хэлбэртэй болгох нь тохиромжтой. Энэ тохиолдолд ороомгийн хоёр тал нь соронзон орны чиглэлтэй параллель, нөгөө хоёр нь перпендикуляр байна гэж үзье (Зураг 5). Ороомгийн эхний хоёр тал нь соронзон орны нөлөөлөлд өртөхгүй, харин ороомгийн бусад хоёр тал нь гүйдлийн эсрэг чиглэлд үүссэн тэнцүү ба эсрэг талын соронзон хүчинд өртдөг. Эдгээр хүч нь соронзон орны чиглэлд перпендикуляр гүйдлийн хавтгайтай ороомог эргүүлэх эргүүлэх хүчийг үүсгэдэг. Ороомгийн нөгөө хоёр талд соронзон орон нь гүйдлийн чиглэлээс хамаарч ороомогыг деформаци хийх (шахах эсвэл сунгах) хандлагатай тэнцүү боловч эсрэг чиглэлтэй хоёр хүч дээр ажилладаг.

Дээрх болон бусад туршилтуудын үр дүнд үндэслэн дараах дүгнэлтийг хийж болно.

Соронзон талбар нь гүйдэлтэй дамжуулагчийн шулуун хэсэг дээр гүйдлийн чиглэл ба соронзон орны MSL-ийн чиглэлтэй перпендикуляр чиглэсэн хүчээр ажилладаг;

Соронзон орон нь ороомог буюу ороомог эргүүлэх хандлагатай эргүүлэх хүчийг бий болгодог бөгөөд ингэснээр ороомгийн өмнөд туйлаас хойд туйл руу чиглэсэн чиглэл нь талбайн чиглэлтэй давхцдаг;

Соронзон орон нь MSL чиглэлийн дагуу байрлах гүйдэл дамжуулах дамжуулагч дээр ажиллахгүй;

MSL нь зөвхөн геометрийн шугамууд биш, харин соронзон орны нарийн төвөгтэй бүтцийн нэг хэсэг бөгөөд энэ нь эргээд соронзон шинж чанартай микроскоп долгионоос бүрддэг.

Эдгээр болон бусад хүчний шинж чанар, шинж чанаруудын талаар бид дараагийн өгүүллээр ярих болно.

“Цахилгаан үзэгдэлд илрэх хүчийг би эрт дээр үеэс бүх нийтийн байгалийн хүчин гэж үздэг байсан тул энэ соронзон үйлдлээс дүгнэлт хийх шаардлагатай болсон. Тиймээс би цахилгаан хүч хүчтэй холбоотой байх үед соронзонд ямар нэгэн нөлөө үзүүлэх ёстой гэсэн таамаглал дэвшүүлсэн.

Би аялж байхдаа химийн системийг хөгжүүлэхэд бүх анхаарлаа хандуулсан тул би туршилт хийж чадаагүй.

Ханс Кристиан Эрстед

1819 онд хийж, 1820 онд хэвлэгдсэн Эрстэдийн нээлт дараах байдалтай байв. Эрстед соронзон зүүний дэргэд шулуун дамжуулагчийг байрлуулж, түүний чиглэл нь соронзон меридианы чиглэлтэй давхцаж, түүгээр цахилгаан гүйдэл дамжвал соронзон зүү хазайдаг болохыг олж мэдэв. Оерстед цахилгаан гүйдлийн нөлөөгөөр соронзон зүү дээр үйлчлэх хүчний моментийн хэмжээг тодорхойлоогүй. Гүйдлийн нөлөөн дор зүү хазайх өнцөг нь гүйдэл ба гүйдлийн хоорондох зай, орчин үеийн хэллэгээр бол гүйдлийн хүчнээс хамаардаг гэдгийг л тэмдэглэв (Оерстедийн үед одоогийн хүч гэсэн ойлголт байдаг. хараахан баттай тогтоогдоогүй байна).

Эрстэдийн нээлтийн талаархи онолын бодол хангалттай тодорхойгүй байв. Тэрээр хэлэхдээ, сансар огторгуйн эргэн тойрон дахь цэгүүдэд дамжуулагчийг тойрон эргүүлэх шинж чанартай "цахилгаан зөрчил" үүсдэг. Энэхүү нээлтийн талаар анх мэдээлсэн нийтлэлийг Ørsted "Соронзон зүүнд цахилгааны зөрчилдөөний нөлөөллийн талаархи туршилтууд" гэж нэрлэсэн.

Андре Мари Ампер

Эрстэдийн нээлт ихээхэн сонирхлыг төрүүлж, шинэ судалгаа хийхэд түлхэц болсон юм. Мөн 1820 онд шинэ үр дүн гарсан. Ийнхүү Араго гүйдэл дамжуулах дамжуулагч нь төмөр биетүүд дээр ажилладаг бөгөөд тэдгээр нь соронзлогддог болохыг харуулсан. Францын физикч Биот, Савард нар соронзон зүү дээр гүйдэл дамжуулах шулуун дамжуулагчийн үйл ажиллагааны хуулийг тогтоожээ. Гүйдэл дамжуулагч шулуун дамжуулагчийн дэргэд соронзон зүү тавьж, дамжуулагч хүртэлх зайнаас хамааран зүүний хэлбэлзлийн хугацааны өөрчлөлтийг ажигласнаар гүйдэл дамжуулах шулуун дамжуулагчийн талаас соронзон туйлд үйлчлэх хүч дамжуулагч ба дамжуулагчийг туйлтай холбосон шулуун шугамд перпендикуляр чиглэсэн бөгөөд түүний хэмжээ нь энэ зайд урвуу пропорциональ байна. Энэ үр дүнд дүн шинжилгээ хийж, одоогийн элементийн үзэл баримтлалыг нэвтрүүлсний дараа Биот-Савартын хууль гэж нэрлэгддэг хууль бий болсон.

Мөн 1820 онд цахилгаан соронзонгийн салбарт шинэ чухал үр дүнг Францын иргэн Андре Мари Ампер (1775-1836) гаргажээ. Энэ үед Ампер аль хэдийн алдартай эрдэмтэн байсан тул математик, физик, химийн чиглэлээр хэд хэдэн бүтээл туурвижээ. Нэмж дурдахад Ампер биологи, геологийн салбарт татагдсан. Тэрээр гүн ухааныг маш их сонирхож байсан бөгөөд амьдралынхаа төгсгөлд шинжлэх ухааны ангиллын асуудалд зориулсан "Философийн шинжлэх ухааны судалгаа" хэмээх томоохон бүтээл туурвижээ. Амперын ертөнцийг үзэх үзэл нь Францын сурган хүмүүжүүлэгчид, материалистуудын нөлөөн дор ихээхэн хэмжээгээр бий болсон. Физик үзэгдлийн талаархи түүний үзэл бодол нь түүний үеийн ихэнх хүмүүсийнхээс ялгаатай байв. Тэрээр "жингүй" гэсэн ойлголтыг эсэргүүцэж байсан. "Үзэгдлийн шинэ бүлэг бүрт тусгай шингэн зохион бүтээх нь үнэхээр шаардлагатай юу?" гэж Ампер хэлэв. Ампер гэрлийн долгионы онолыг маш хурдан хүлээн зөвшөөрсөн бөгөөд Арагогийн хэлснээр соронзон үзэгдлийг цахилгаанаар тайлбарладаг Амперын өөрийн онолын хамт "түүний дуртай онол болсон" 5 . Ампер нь калорийн онолыг эсэргүүцэгч байсан бөгөөд дулааны мөн чанар нь атом, молекулуудын хөдөлгөөнд оршдог гэж үздэг. Тэрээр гэрлийн долгионы онол, дулааны онолын талаар илтгэл хүртэл бичсэн. 1820 оны 9-р сарын эхээр Араго Францын эрдэмтэн судлаачдад Эрстэдийн нээлтийн талаар мэдээлж, удалгүй Парисын Шинжлэх ухааны академийн хурал дээр туршилтаа үзүүлэв. Ампер энэ нээлтийг маш их сонирхож эхэлсэн. Юуны өмнө энэ нь түүнийг соронзон үзэгдлийг цахилгаан үзэгдэл болгон бууруулж, тусгай соронзон шингэний санааг арилгах боломжийн талаар бодоход хүргэв. Удалгүй Ампер аль хэдийн шинэ таамаглалынхаа талаар мэдээлж, тэдгээрийг батлах туршилтуудын талаар ярьж эхлэв. Ампер анхны илтгэлийнхээ товч хураангуйд:

“Би ноён Оерстэдийн ажигласан үзэгдлийг хоёр ерөнхий баримт болгон бууруулж, би вольт баганад байгаа гүйдэл нь холбох утасны гүйдэлтэй адил соронзон зүү дээр ажилладаг болохыг харуулсан; Би холболтын утасны нөлөөн дор бүх соронзон зүүний таталцал эсвэл түлхэлтийг бий болгосон туршилтуудыг тайлбарлав. Би бүтээхээр төлөвлөж буй төхөөрөмжүүд болон бусад зүйлсээс гадна гальван шураг, спиральуудыг тайлбарлав. Сүүлийнх нь бүх тохиолдолд соронзтой ижил үйлдлийг бий болгоно гэдгийг би онцолсон. Дараа нь би соронзыг үзэх талаархи зарим нарийн ширийн зүйлийг хөндсөн бөгөөд үүний дагуу тэдгээр нь зөвхөн тэнхлэгт перпендикуляр хавтгайд байрладаг цахилгаан гүйдлийн шинж чанартай байдаг. Би мөн дэлхийн хэмжээнд ижил төстэй урсгалуудын талаар зарим нарийн ширийн зүйлийг хөндсөн. Тиймээс би бүх соронзон үзэгдлийг цэвэр цахилгаан үйлдэл болгон бууруулсан." 6 .

1820 оны сүүл - 1821 оны эхээр тэрээр арав гаруй илтгэл тавьжээ. Тэдэнд Ампер өөрийн туршилтын судалгаа болон онолын талаар тайлагнасан. Ампер нь хоёр шулуун дамжуулагчийн гүйдэлтэй харилцан үйлчлэл, хоёр хаалттай гүйдлийн харилцан үйлчлэл гэх мэтийг туршилтаар харуулсан Тэрээр мөн соленоид ба соронзны харилцан үйлчлэлийг харуулсан; хуурай газрын соронзлолын талбарт соленоид ба соронзон зүүний ижил төстэй үйлдэл болон бусад олон туршилтууд.

Амперын онолын дүгнэлтүүд нь түүний анхны илгээлтдээ илэрхийлсэн санаануудын хөгжил байв: одоо туршилтын судалгаагаар батлагдсан. Тэрээр соронзны шинж чанарыг дотор нь гүйдэл байгаагаар, соронзны харилцан үйлчлэлийг эдгээр гүйдлийн харилцан үйлчлэлээр тайлбарлав. Эхлээд Ампер эдгээр гүйдлийг макроскоп гэж үздэг байсан бөгөөд хэсэг хугацааны дараа тэрээр молекулын гүйдлийн тухай таамаглалд хүрсэн. Ампер мөн дэлхийн соронзон орныг тодорхойлдог гүйдэл нь дэлхийн дотор урсдаг гэж үзэж, хуурай газрын соронзлолын асуудлаар холбогдох үзэл бодлыг боловсруулдаг.

Амперын онолын бодол зарим физикчдийн эсэргүүцэлтэй тулгарсан. Хүн бүр "соронзон шингэн" байгааг шууд үгүйсгэж чадахгүй. Нэмж дурдахад, Айперийн үзэл бодол нь физик үзэгдлийн талаархи ерөнхий ойлголттой нийцэхгүй мэт санагдсан бөгөөд тэдгээр нь зөвхөн зайнаас төдийгүй хөдөлгөөнөөс (гүйдлийн хүчнээс) хамаардаг хүч байдаг гэж үздэг; Эцэст нь тэд декарт үзэл санааны өөрчлөлт мэт санагдаж болох юм. Үнэн хэрэгтээ Ампер цахилгаан гүйдлийн хооронд үйлчилж буй хүчний талаар декарт үзэл санаагаар ярьсан. Тэрээр "үүнийг (хүч - Б.С.) чичиргээ нь гэрлийн үзэгдэл үүсгэдэг орон зайд тархсан шингэний урвалаар тайлбарлахыг эрэлхийлсэн" гэж бичжээ.

Гэсэн хэдий ч ийм үндэслэл нь Амперын хувьд ердийн зүйл биш бөгөөд түүний гол бүтээл нь "Зөвхөн туршлагаас гаргасан электродинамик үзэгдлийн онол" гэж нэрлэгддэг.

Амперын онолыг ялангуяа идэвхтэй эсэргүүцэгч нь цахилгаан гүйдлийн харилцан үйлчлэлийн талаар өөр тайлбарыг санал болгосон Биот байв. Цахилгаан гүйдэл дамжуулагчаар урсах үед түүний үйл ажиллагааны дагуу дамжуулагч дотор байгаа эмх замбараагүй байрлалтай соронзон диполууд тодорхой чиглэлд чиглэгддэг гэж тэр үзэж байв. Үүний үр дүнд дамжуулагч нь соронзон шинж чанарыг олж авдаг бөгөөд цахилгаан гүйдэл дамждаг дамжуулагчийн хооронд ажилладаг хүч үүсдэг.

Ампер энэ онолыг эсэргүүцэж, Фарадей цахилгаан соронзон эргэлт гэгчийг нээсэн. Фарадей тусгай төхөөрөмж ашиглан (Зураг 51) гүйдлийн эргэн тойронд соронз, гүйдлийн эргэн тойронд гүйдэл тасралтгүй эргэх баримтыг тогтоожээ (1821). Ампер бичсэн:

“Фарадейгийн хийсэн анхны тасралтгүй эргэлтийн хөдөлгөөнийг нээсэн даруйд би энэ таамаглалыг бүрэн няцааж байгааг тэр даруй олж харсан бөгөөд эдгээр нь миний бодлоо илэрхийлсэн нэр томъёо юм ... Нэг чиглэлд тасралтгүй үргэлжилдэг хөдөлгөөн , үрэлтийг үл харгалзан, орчны эсэргүүцлийг үл харгалзан, мөн түүнчлэн хоёр биетийн харилцан үйлчлэлийн улмаас үүссэн хөдөлгөөн нь ижил төлөвт байнга үлддэг нь органик бус бодисын шинж чанарын талаар бидний мэддэг бүх зүйлийн дунд урьд өмнө байгаагүй баримт юм. Тэрээр гальваник дамжуулагчийн үйл ажиллагаа нь эдгээр дамжуулагчдад байдаг тодорхой шингэний тусгай хуваарилалтаас үүдэлтэй байж болохгүй гэдгийг тэрээр нотолж, ердийн цахилгаан таталт ба түлхэлтээс үүдэлтэй байдаг. Энэ үйлдлийг зөвхөн дамжуулагч дотор хөдөлж, нэг үзүүрээс нөгөөд хурдан шилждэг шингэнтэй холбож болно." 8 .

Үнэн хэрэгтээ хүчний төвүүдийн тогтмол зохион байгуулалт байхгүй бол (жишээлбэл, Биотын соронзон диполууд) тэдний тасралтгүй хөдөлгөөнийг хангах боломжтой бөгөөд ингэснээр тэд үргэлж анхны байрлалдаа буцаж ирдэг. Тэгэхгүй бол мөнхийн хөдөлгөөнт машин байх боломжгүй гэсэн зарчмыг няцаана.

Гүйдлийн харилцан үйлчлэл, соронз ба соленоидын эквивалент гэх мэтийг олж мэдээд, мөн хэд хэдэн таамаглал дэвшүүлж, Ампер энэхүү харилцан үйлчлэлийн тоон хуулиудыг бий болгох зорилт тавьжээ. Үүнийг шийдэхийн тулд таталцлын онол эсвэл электростатикийн онолд хийсэн зүйлтэй ижил аргаар, тухайлбал дамжуулагчийн хязгааргүй жижиг элементүүдийн нийт харилцан үйлчлэлийн үр дүнд гүйдэлтэй төгсгөлтэй дамжуулагчийн харилцан үйлчлэлийг төсөөлөх нь зүйн хэрэг байв. цахилгаан гүйдэл урсаж, улмаар энэ асуудлыг гүйдэл дамжуулах дамжуулагчийн элементүүд эсвэл гүйдлийн элементүүдийн хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүчийг тодорхойлдог дифференциал хуулийг олох хүртэл багасгадаг.

Гэсэн хэдий ч энэ даалгавар нь таталцал эсвэл электростатикийн онолын холбогдох даалгавараас илүү хэцүү байдаг, учир нь материаллаг цэг эсвэл цэгийн цэнэгийн тухай ойлголтууд нь шууд физик утгатай бөгөөд тэдгээртэй туршилт хийх боломжтой байдаг бол цахилгаан гүйдлийн элемент нь тийм утга учиргүй байсан бөгөөд тэр үед хэрэгжих боломжгүй байсан. Ампер дараах байдлаар явагдана. Мэдэгдэж буй туршилтын өгөгдөл дээр үндэслэн тэрээр гүйдэл дамжуулагчийн элементүүдийн хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүч дараах байдалтай байна гэсэн таамаглал дэвшүүлэв.

Энд i 1 ба i 2 нь гүйдлийн хүч, ds 1 ба ds 2 нь дамжуулагчийн элементүүд, r нь элементүүдийн хоорондох зай, n нь зарим (одоохондоо тодорхойгүй) тоо, Φ (ε, θ 1, &theta 2; ) нь дамжуулагчийн элементүүдийн харьцангуй байрлалыг тодорхойлдог хараахан үл мэдэгдэх функцийн өнцөг юм (Зураг 52).

Эдгээр таамаглал нь өөр өөр шинж чанартай байдаг. Тиймээс dF-ийн гүйдлийн хамаарлын талаархи таамаглал нь туршилтаас шууд гардаг. dF хүч нь ds 1 ба ds 2, түүнчлэн өнцгийн зарим хараахан үл мэдэгдэх функцтэй пропорциональ байх ёстой гэсэн таамаглалыг шууд биш ч гэсэн туршилтаас олж авсан үр дагавар гэж үзэж болно. Дөнгөний элементүүдийн хоорондох зайнаас dF-ийн хамаарлын талаархи таамаглал нь мэдээжийн хэрэг зөвхөн таталцлын хүч эсвэл цахилгаан цэнэгийн харилцан үйлчлэлийн хүчтэй зүйрлэсэн зүйрлэл дээр суурилдаг.

Гүйдэлтэй, бие биенээсээ ялгаатай байрлалтай, өөр өөр хэмжээ, хэлбэртэй дамжуулагчийн харилцан үйлчлэлийн хүчийг хэмжих замаар n ба өнцгийн функцийн илэрхийллийг Φ (ε, θ 1, &theta 2 ;) тодорхойлох боломжтой. Гэсэн хэдий ч Амперын үед энэ нь маш хэцүү байсан, учир нь энэ урсгал бага байсан. Ампер өөр өөр байршил, янз бүрийн хэлбэрийн гүйдэл бүхий дамжуулагчийн тэнцвэрт байдлын тохиолдлыг судалж, нөхцөл байдлаас гарсан. Үүний үр дүнд тэрээр n ба Φ (ε, θ 1, &theta 2;) -ийг тодорхойлж, одоогийн элементүүдийн харилцан үйлчлэлийн хуулийн эцсийн үр дүнг олж авав.

Вектор хэлбэр ба харгалзах нэгжийн хувьд энэ хууль нь хэлбэртэй байна

Энд dFi3 нь гүйдлийн хоёр дахь элементэд үйлчлэх хүч юм.

Ийнхүү Амперын тогтоосон хууль нь одоогийн байдлаар Амперын хууль гэж нэрлэгддэг гүйдлийн хоёр элементийн харилцан үйлчлэлийн хуулиас ялгаатай бөгөөд томъёогоор илэрхийлэгддэг.

Амперын хийсэн алдаа нь тооцооллын үр дүнд нөлөөлсөнгүй, учир нь хууль нь хаалттай дамжуулагчийн шууд гүйдлийн харилцан үйлчлэлийг тодорхойлох энгийн тохиолдлуудад хэрэглэгдэж байсан. Энэ тохиолдолд хоёр томьёо нь ижил үр дүнд хүргэдэг, учир нь тэдгээр нь бие биенээсээ хаалттай гогцоонд нэгтгэх үед тэгийг өгдөг хэмжээгээр ялгаатай байдаг.

1826 онд Амперын гол бүтээл болох "Туршлагаас үүсэлтэй электродинамик үзэгдлийн онол" хэвлэгджээ. Энэ номонд Ампер электродинамикийн талаархи судалгаагаа системтэйгээр танилцуулж, ялангуяа одоогийн элементүүдийн харилцан үйлчлэлийн хуулийн гарал үүслийг танилцуулсан. Амперын бүтээлүүдийн тоймыг дүгнэж хэлэхэд тэрээр эдгээр ойлголтуудын тодорхой, нарийн томъёолол өгөөгүй ч гэсэн "гүйдлийн хүч" гэсэн ойлголт, * нэр томъёо, мөн "хүчдэл" гэсэн ойлголтыг ашигласан гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. . Ампер мөн гүйдлийн хүчийг хэмжих төхөөрөмж (амперметр) бүтээх санааг гаргаж ирэв. Эцэст нь хэлэхэд, Ампер цахилгаан соронзон телеграфын санааг дэвшүүлж, дараа нь амьдралд хэрэгжсэн гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

19-р зууны эхний хагаст электродинамикийн чухал ололт. Энэ нь тогтмол гүйдлийн хэлхээний хуулийг бий болгосон явдал байв. 19-р зууны эхээр аль хэдийн. хэлхээн дэх гүйдлийн хүч (гүйдлийн нөлөө) нь дамжуулагчийн шинж чанараас хамаардаг гэж үздэг. Тиймээс дамжуулагчийн хөндлөн огтлол нь том байх тусам Петровын элемент илүү том болно. Хэсэг хугацааны дараа гүйдлийн химийн нөлөөллийн дамжуулагчаас хамаарах хамаарлыг Дэви тогтоосон бөгөөд энэ нөлөө нь илүү их байх тусам дамжуулагч богино, хөндлөн огтлол нь том болохыг харуулсан.

Георг Ом

20-иод оны дундуур Германы физикч Георг Ом (1787-1854) тогтмол гүйдлийн хэлхээг судалж эхэлсэн. Юуны өмнө Ом цахилгаан гүйдлийн хэмжээ нь дамжуулагчийн урт, тэдгээрийн хөндлөн огтлол, хэлхээнд багтсан гальваник элементүүдийн тооноос хамаардаг болохыг туршилтаар тогтоосон. Гүйдлийн хүчийг хэмжихийн тулд Ом энгийн гальванометр ашигласан бөгөөд энэ нь утаснаас дүүжлэгдсэн соронзон зүү бүхий мушгирах баланс байсан; Цахилгаан гүйдлийн хэлхээнд холбогдсон дамжуулагчийг сумны доор байрлуулсан. Цахилгаан гүйдэл дамжуулагчаар урсах үед соронзон зүү хазайсан. Эргэлтийн тэнцвэрийн толгойг эргүүлж, заагчийг анхны байрлалд нь авчрах замаар Ом жижиг заагч дээр үйлчлэх хүчний моментийг хэмжсэн. Амперын нэгэн адил тэрээр энэ агшны хэмжээ нь гүйдлийн хүчтэй пропорциональ байна гэж үздэг.

Цагаан будаа. 53. Ом төхөөрөмж (Омын зураг)

Эхлээд Ом хэлхээнд холбогдсон дамжуулагчийн уртаас гүйдлийн хамаарлыг судалсан. Гүйдлийн эх үүсвэрийн хувьд тэрээр висмут ба зэсээс бүрдэх термоэлементийг ашигласан (Зураг 53). P үсэг шиг хэлбэртэй висмутын саваа нь зэс туузанд холбогдсон байна. Ом нь "соронзон үйл ажиллагааны хүчийг" олж мэдсэн. судалж буй дамжуулагчийн гүйдэл (гүйдлийн хүчийг) томъёогоор тодорхойлно

X=a/(b+x),

Энд x нь дамжуулагчийн урт, a ба b нь тогтмол, а нь термоэлементийн өдөөх хүч (erregende Kraft), b - дулааны элементийг оролцуулан хэлхээний бусад хэсгүүдийн шинж чанараас хамаарна.

Дараа нь Ом хэрэв хэлхээнд нэг биш, m ижил гүйдлийн эх үүсвэр холбогдсон бол "гүйдлийн соронзон үйл ажиллагааны хүч" болохыг тогтоожээ.

X=ma/(mb+x).

Ом мөн дамжуулагчийн X гүйдлийн хүч нь түүний урт ба хөндлөн огтлолоос хэрхэн хамаарч байгааг тодорхойлсон. Тэр үүнийг олсон

X = kw a/l,

Энд k нь дамжуулагчийн дамжуулах чадварын илтгэлцүүр (Leitungsvermogen), w нь хөндлөн огтлол, l нь дамжуулагчийн урт ба түүний төгсгөлийн цахилгаан хүчдэл (Electrische Spannung).

Ом нь гүйдэл дамжуулах нэгэн төрлийн дамжуулагчийн дагуух цахилгаан потенциалын "цахилгаан хүчний хүч"-ийн тархалтыг судалсан. Үүнийг хийхийн тулд тэрээр цахилгаан тоолуур ашигласан бөгөөд дамжуулагчийн нэг цэгийг газардуулах үед дамжуулагчийн янз бүрийн цэгүүдтэй холбосон. Эцэст нь Ом өөрийн нээсэн хэв маягийг онолын хувьд ойлгохыг хичээсэн. Тэрээр цахилгаан гүйдэл гэдэг нь дамжуулагчийн дагуух цахилгаан гүйдэл гэсэн санаанаас гарсан. Тэрээр цахилгаан гүйдэл ба дулааны урсгалын зүйрлэлийг зурсан. Дулааны урсгалын нэгэн адил цахилгаан нь дамжуулагчаар нэг давхарга эсвэл элементээс ойролцоох нөгөө давхарга руу урсдаг гэж тэр үздэг байв. Дулааны урсгалыг энэ дулаан урсдаг савааны ойролцоох давхаргын температурын зөрүүгээр (өөрөөр хэлбэл температурын градиент) тодорхойлно. Үүнтэй адилаар Ohm нь цахилгаан гүйдлийн урсгалыг дамжуулагчийн ойролцоох хэсгүүдийн цахилгаан хүчний зөрүүгээр тодорхойлох ёстой гэж үздэг. Тэр бичсэн:

"Ойролцоох хоёр элементийн хоорондох дамжуулалтын хэмжээ (цахилгаан. - Б.С.) бусад тэнцүү нөхцөлд эдгээр элементүүдийн цахилгаан хүчний зөрүүтэй пропорциональ байна гэж би үзэж байна, яг л дулааны судалгаанд үүнийг хүлээн зөвшөөрдөг. Дулааны хоёр элементийн хоорондох дулаан дамжуулалт нь тэдгээрийн температурын зөрүүтэй пропорциональ байна" 9 .

Энд цахилгаан хүчээр Ом гэдэг нь цахилгаан талбайн эрчмийг биш харин гальваник хэлхээний аль нэг цэг нь газардуулгатай бол дамжуулагчийн аль ч цэгт холбогдсон электроскопоор харуулсан утгыг, өөрөөр хэлбэл боломжит зөрүүг хэлнэ. Ом мөн энэ хэмжигдэхүүнийг "цахилгаан харгалзах хүч" гэж нэрлэсэн.

Ихэнхдээ тохиолддог шиг хэт хол давсан аналоги нь алдаа гаргахад хүргэдэг. Тиймээс Ом, температур нь дулааны хэмжээтэй пропорциональ байдаг тул дамжуулагч дахь "цахилгаан харгалзах хүч" нь цэг бүрийн цахилгааны хэмжээтэй пропорциональ байна гэсэн алдаатай дүгнэлт хийсэн. Гүйдлийн хэлхээний дагуу потенциалын тархалтын асуудлыг шийдэж, Ом дамжуулагчийн тохирох газруудад цахилгааны хэмжээг олсон гэж үзэж байна.

Омын нээсэн, түүний нэрээр нэрлэгдсэн хууль тэр даруй хүлээн зөвшөөрөгдөөгүй. 30-аад оны үед энэ талаар эргэлзээ төрж, түүний хэрэглээний хязгаарлалтыг тэмдэглэж байсан. Гэсэн хэдий ч хэмжилтийн илүү дэвшилтэт аргуудыг ашигласан янз бүрийн физикчдийн хэд хэдэн бүтээлд Ом-ийн дүгнэлтийг баталж, түүний хуулийг бүх нийтээр хүлээн зөвшөөрөв. Ингэхдээ Ом-ын буруу ойлголтыг мөн зассан.

Кирхгоф 1845-1848 онуудад бичсэн бүтээлүүддээ "цахилгаан харгалзах хүч" гэсэн ойлголтыг тодруулсан. Тэрээр энэ хэмжигдэхүүний тухай ойлголт ба цахилгаан статик дахь потенциалын тухай ойлголтыг тодорхойлсон. Кирхгоф мөн цахилгаан хэлхээний талаархи сайн мэддэг дүрмийг тогтоосон.

Ом-ийн хуулийг нээснээс хойш 15 гаруй жилийн дараа хэлхээнд цахилгаан гүйдэл үүсэх дулааны хэмжээг тодорхойлдог хууль батлагдсан; Үүнийг англи хүн Жоул (1843) туршилтаар, Санкт-Петербургийн академич Е.Х.Ленц (1844) бие даан байгуулжээ. Одоогийн байдлаар үүнийг Joule-Lenz хууль гэж нэрлэдэг.

1 Харна уу: Жонс В. Фарадейгийн амьдрал ба захидал. Боть. II. Лондон, 1870 х. 395.
2 Оерстэд Х.Ч. Der Geist und der Natur B. 2, MCnchen, 1851, S. 435.
3 Winterl I. Darstellung der vier Bestandtheil der anorganischen Natur. Верна, 1804 он.
4 Оерстэд Х.Ч. J. Chem. Физик., B. 32, 1821, с. 200-201.
5 Араго Ф. Алдарт одон орон судлаач, физикч, геометрийн намтар. T. II. Санкт-Петербург, I860, х. 304.
6 Ампер A. M. Электродинамик. М., ЗХУ-ын ШУА-ийн хэвлэлийн газар, 1954, х. 410-411.
7 Ампер A. M. Электродинамик, х. 124.
8 Ампер A. M. Электродинамик, х. 127-128.
9 Ом G. Gesammelte Adhandlungen. Лейпциг, 1892, S. 63.

Цахилгаан ба соронзон хоёрын хооронд нягт уялдаа холбоотой байж болзошгүйг хамгийн анхны судлаачид таталцал, түлхэлтийн электростатик ба соронзон статик үзэгдлийн аналогиар гайхшруулсан. Энэ санаа маш өргөн тархсан тул эхлээд Кардан, дараа нь Гильберт үүнийг өрөөсгөл үзэл гэж үзэж, эдгээр хоёр үзэгдлийн ялгааг харуулахыг бүх талаар оролдсон. Гэхдээ энэ таамаглал 18-р зуунд дахин гарч ирж, аянгын соронзлох нөлөө бий болж, Франклин, Беккариа нар Лейден савны урсацыг ашиглан соронзлолд хүрч чадсан. Электростатик ба соронзон статик үзэгдлийн хувьд албан ёсоор ижил Кулоны хуулиуд энэ асуудлыг дахин сөхөв.

Вольтагийн батерей нь цахилгаан гүйдэл үүсгэх боломжтой болсны дараа цахилгаан ба соронзон үзэгдлүүдийн хоорондын холбоог илрүүлэх оролдлого улам бүр нэмэгдэж, улам эрчимжиж байв. Гэсэн хэдий ч эрчимтэй хайлт хийсэн ч нээлтийг хорин жил хүлээх шаардлагатай болжээ. Ингэж удаашрах болсон шалтгааныг тухайн үед ноёрхож байсан шинжлэх ухааны санаанаас хайх хэрэгтэй. Бүх хүчийг зөвхөн Ньютоны утгаар, өөрөөр хэлбэл материаллаг хэсгүүдийн хооронд тэдгээрийг холбосон шулуун шугамын дагуу үйлчилдэг хүч гэж ойлгодог байв. Тиймээс судлаачид соронзон туйл ба цахилгаан гүйдэл (эсвэл ерөнхийдөө "галваник шингэн" ба соронзон шингэний хоорондох) таталцал эсвэл түлхэлтийг илрүүлэх гэж найдаж байсан төхөөрөмжүүдийг бүтээх замаар ийм төрлийн хүчийг олж илрүүлэхийг хичээсэн. ган зүүг соронзлох оролдлого, түүгээр гүйдлийг чиглүүлэх.

Жиан Доменико Ромагноси (1761-1835) мөн 1802 оны нийтлэлдээ Гуглиелмо Либри (1803-1869), Пьетро Конфигляччи (1777-1844) болон бусад олон хүмүүс бичсэн туршилтуудаараа гальваник ба соронзон шингэний харилцан үйлчлэлийг илрүүлэхийг оролдсон. гэж нэрлэж, Ромагносид энэхүү нээлтийн тэргүүлэх ач холбогдол өгчээ. Гэсэн хэдий ч, Ромагносигийн задгай батерей, соронзон зүүгээр хийсэн туршилтуудад цахилгаан гүйдэл огт байхгүй байсан тул түүний хамгийн их ажигласан зүйл бол ердийн цахилгаан статик байсан гэдэгт итгэлтэй байхын тулд энэ өгүүллийг уншихад хангалттай. үйлдэл.

1820 оны 7-р сарын 21-нд Данийн физикч Ханс Кристиан Оерстед (1777-1851) "Цахилгаан соронзон камерын цахилгааны туршилт" гэсэн дөрвөн хуудас бүхий маш товч өгүүлэлдээ (Латин хэлээр) цахилгаан соронзон судлалын үндсэн туршилтыг дүрсэлсэн байдаг. , Меридианы дагуу гүйх шулуун дамжуулагчийн гүйдэл нь соронзон зүүг голчидын чиглэлээс хазайдаг болохыг нотолсон нь эрдэмтдийн сонирхол, гайхшрал нь зөвхөн асуудлыг шийдэх удаан хугацааны шийдлийг олж авсан төдийгүй, мөн Тэр даруй тодорхой болсон шинэ туршлага нь Ньютоны бус төрлийн хүчийг харуулсан.

Үнэн хэрэгтээ Эрстэдийн туршилтаас харахад соронзон туйл ба гүйдлийн элементийн хооронд үйлчилж буй хүч нь тэдгээрийг холбосон шулуун шугамын дагуу биш, харин энэ шулуун шугамын хэвийн дагуу чиглэгддэг, өөрөөр хэлбэл, тэр үед хэлсэнчлэн энэ нь тодорхой байсан. , "Эргэдэг хүч". Энэ баримтын ач холбогдол тэр үед ч мэдрэгдэж байсан ч олон жилийн дараа бүрэн хэрэгжсэн. Эрстэдийн туршлага Ньютоны дэлхийн загварт анхны хагарал үүсгэсэн.

Жишээлбэл, Итали, Франц, Англи, Герман орчуулагчид Эрстэдийн латин өгүүллийг эх хэл рүүгээ орчуулахдаа ямар будлиантай байснаар шинжлэх ухаан ямар хүндрэлтэй байгааг дүгнэж болно. Ихэнхдээ тэдэнд ойлгомжгүй мэт санагдсан шууд орчуулга хийснээр тэд тэмдэглэлдээ латин эхийг иш татдаг байв.

Үнэн хэрэгтээ Эрстэдийн нийтлэлд өнөөдрийг хүртэл тодорхойгүй хэвээр байгаа зүйл бол түүний ажигласан үзэгдлүүдэд өгөхийг оролдсон тайлбар бөгөөд түүний бодлоор "цахилгаан бодис, эерэг ба эерэг" дамжуулагчийг тойрсон хоёр спираль хөдөлгөөнөөс үүдэлтэй юм. сөрөг.”

Ørsted-ийн нээсэн үзэгдлийн өвөрмөц байдал нь туршилт судлаачид болон онолчдын анхаарлыг шууд татав. Араго Женевээс буцаж ирээд Де ла Ривийн давтан хийсэн ижил төстэй туршилтуудад оролцож байхдаа Парист тэдний тухай ярьж, 1820 оны 9-р сард тэрээр хэвтээ байрлалтай картоноор дамждаг босоо гүйдлийн дамжуулагчаар алдартай суурилуулалтыг угсарчээ. төмрийн үртэсээр цацсан. Гэхдээ тэр энэ туршилтыг хийхдээ бидний ихэвчлэн анзаардаг төмрийн үртэс олдсонгүй. Фарадей "соронзон муруй" буюу "хүчний шугам" гэсэн онолыг дэвшүүлснээс хойш туршилтчид эдгээр тойргийг тодорхой харж байна. Үнэн хэрэгтээ, ихэнхдээ ямар нэг зүйлийг харахын тулд та үүнийг үнэхээр хүсэх хэрэгтэй! Араго зөвхөн дамжуулагчийг өөрийнх нь хэлснээр "төмрийн үртэсэнд соронз мэт наалдсан" байхыг хараад "гүйдэл нь урьд өмнө соронзлолд өртөөгүй төмрийн соронзлол үүсгэдэг" гэж дүгнэжээ.

1820 онд Биот хоёр илтгэл (10-р сарын 30, 12-р сарын 18) уншиж, Саварттай хийсэн туршилтын судалгааны үр дүнг тайлагнажээ. Цахилгаан соронзон хүчний хэмжээ нь зайнаас хамаарах хамаарлыг тодорхойлдог хуулийг олохыг хичээж Биот өмнө нь Кулонбын хэрэглэж байсан хэлбэлзлийн аргыг ашиглахаар шийджээ. Үүнийг хийхийн тулд тэрээр соронзон зүүний хажууд байрлах зузаан босоо дамжуулагчаас бүрдэх угсралтыг угсарчээ: дамжуулагч дахь гүйдэл асаалттай үед зүү нь өөр өөр үед туйлуудад нөлөөлж буй цахилгаан соронзон хүчнээс хамаарч тодорхой хугацаанд хэлбэлзэж эхэлдэг. зүүний төвөөс гүйдэл дамжуулагч хүртэлх зай. Эдгээр зайг хэмжсэний дараа Биот, Савард нар одоо тэдний нэрээр нэрлэгдсэн алдартай хуулийг гаргаж авсан бөгөөд энэ нь анхны томъёололдоо гүйдлийн эрчмийг тооцоогүй (тэд үүнийг хэрхэн хэмжихээ хараахан мэдэхгүй байсан).

Биот, Саварт нарын туршилтын үр дүнг олж мэдээд Лаплас гүйдлийн үйлдлийг гүйдлийг хувааж болох хязгааргүй олон тооны хязгааргүй жижиг элементүүдийн сумны туйлуудын бие даасан үйл ажиллагааны үр дүн гэж үзэж болохыг анзаарав. , мөн эндээс гүйдлийн элемент бүр туйл тус бүр дээр энэ элементийн туйлаас зайны квадраттай урвуу пропорциональ хүчээр үйлчилдэг гэж дүгнэв. Лаплас энэ асуудлыг хэлэлцэхэд оролцсон тухай Биот "Precis elementaire de physique expo-rimentale" бүтээлдээ дурдсан байдаг. Лапласын зохиолуудад бидний мэдэж байгаагаар ийм тайлбар байхгүй байгаа бөгөөд тэр үүнийг Биоттой амаар найрсаг яриа өрнүүлэхдээ илэрхийлсэн гэж дүгнэж болно.

Энэхүү анхан шатны хүчний талаарх мэдлэгээ баяжуулахын тулд Биот энэ удаад дангаараа гүйдлийн чиглэл болон гүйдлийн чиглэлээс үүссэн өнцгийн өөрчлөлтөөр туйл дээрх гүйдлийн элементийн үйлчлэл хэрхэн өөрчлөгдөхийг туршилтаар тодорхойлохыг оролдов. элементийн дунд хэсгийг шонтой холбосон шулуун шугам . Туршилт нь үүнтэй параллель гүйдэл болон өнцгөөр чиглэсэн гүйдлийн нэг суманд үзүүлэх нөлөөг харьцуулахаас бүрдсэн байв. Биотын туршилтын өгөгдлөөс түүний нийтлээгүй боловч мэдээж алдаатай тооцоогоор Ф.Савари (1797-1841) 1823 онд харуулсанчлан энэ хүч нь үүссэн өнцгийн синустай пропорциональ болохыг тогтоожээ. Тухайн цэгийг одоогийн элементийн дунд хэсэгтэй холбосон гүйдлийн чиглэл ба шулуун шугам. Тиймээс одоо "Лапласын анхны энгийн хууль" гэж нэрлэгддэг зүйл бол их хэмжээгээр Биотын нээлт юм.

Марио Лиезци "Физикийн түүх"