Georg Simon Ohm

Georg Simon Ohm, elektrik akımı, voltaj ve direnç arasındaki temel ilişkileri açıklayan bir Alman fizikçiydi . Ohm yasası olarak bilinen bu ilişki , elektrik devresi analizinin gerçek başlangıcını temsil eder. Ohm, elektrik devreleri üzerindeki deneysel incelemesi, kavramları fiziğin bir alanından (ısı çalışması) başka bir alana (elektrik çalışması) aktarması ve niceliksel hesaplamalar yapmak için matematiği kullanması yoluyla bilimin işleyişine iyi bir örnek sunmaktadır. Akım, gerilim ve direncin ayrı ayrı tanımlanan özellikleri arasındaki ilişki üç özelliğin Ohm yasası olarak bilinen tek bir formülde birleştirilmesi, elektrik ışıklarından radyolara ve bilgisayarlara kadar elektrik devreleriyle ilgili daha sonraki tüm gelişmeler için büyük bir basamak görevi gördü.

Ohm, 16 Mart 1789'da çilingir Johann Wolfgang Ohm ve Erlangen, Bavyera'da bir terzinin kızı Maria Elizabeth Beck'in çocuğu olarak dünyaya geldi. Anne ve babası resmi bir eğitim almamış olmasına rağmen Ohm'un babası, kendisini yüksek düzeyde yetiştirmiş ve kendi öğretileriyle oğullarına mükemmel bir eğitim vermiş saygın bir adamdı. Ohm'un erkek ve kız kardeşlerinden bazıları çocukluklarında öldü ve aralarında Georg Simon'un da bulunduğu yalnızca üç kişi hayatta kaldı. Hayatta kalan diğer iki kişi, küçük kardeşi Martin (daha sonra tanınmış bir matematikçi oldu) ve kız kardeşi Elizabeth Barbara idi. Annesi o on yaşındayken öldü.

Babaları onlara çocukluktan itibaren eğitim verdi; onlara matematik, fizik, kimya ve felsefede yüksek bir standart kazandırdı , hatta bir çilingir olarak onun izinden gideceklerini umuyordu. Georg Simon, 11 yaşından 15 yaşına kadar Erlangen Gymnasium'a gitti ve burada bilimsel eğitim alanında çok az şey aldı; her iki çocuğun babalarından aldığı ilham verici eğitimle keskin bir tezat oluşturuyordu. Erlangen Üniversitesi profesörü Karl von Langsdorf'un da belirttiği gibi, Ohm kardeşlerin bilim ve matematikteki ilerlemeleri, onların bilimsel açıdan başarılı Bernoulli ailesine benzemesine neden oldu. Langsdorf'un coşkusu, Ohm'un babasına, mesleğini çocuklarının üstlenmesi arzusundan vazgeçme konusunda ilham verdi.

Ohm yasasının keşfi

Ohm, 1825 yılında yayınladığı ilk makalesinde, telin uzunluğu arttıkça ürettiği elektromanyetik kuvvetteki azalmayı inceliyor . Makale, tamamen Ohm'un tablolaştırdığı deneysel kanıtlara dayanarak matematiksel ilişkiler çıkardı.

1826'daki iki önemli makalesinde Ohm, Joseph Fourier'in ısı iletimi çalışmasına dayanan elektrik devrelerindeki iletkenliğin matematiksel tanımını verdi. Bu makaleler, Ohm'un deneysel kanıtlardan elde ettiği sonuçların devamı niteliğindedir ve özellikle ikincisinde, galvanik elektrik üzerinde çalışan diğer kişilerin sonuçlarını açıklamada uzun bir yol kat eden yasalar önermeyi başarmıştır . İkinci makale kesinlikle Ohm'un bir sonraki yıl yayınlanan ünlü kitabında sunabildiği kapsamlı bir teorinin ilk adımıdır.

Şimdi Ohm yasası olarak bilinen şey, elektrik teorisinin tamamını sunduğu ünlü Die galvanische Kette, mathhematisch Bearbeitet (“Matematiksel Olarak İncelenen Galvanik Devre”, 1827) kitabında yer aldı . Kitap, çalışmanın geri kalanının anlaşılması için gerekli olan matematiksel altyapıyla başlıyor. Çalışmaları daha sonra mevcut elektriğin teorisini ve uygulamalarını büyük ölçüde etkilemiş olsa da, o dönemde soğuk karşılandı. Ohm'un teorisini, uzaktan eylem kavramına karşı çıkan bir teori olan bitişik eylem teorisi olarak sunması ilginçtir. Ohm, elektrik iletişiminin, Ohm'un kendisinin kullandığı terim olan "bitişik parçacıklar" arasında gerçekleştiğine inanıyordu.

Ohm Yasası

Bir voltaj kaynağı (V), direnç (R) aracılığıyla bir elektrik akımını (I) çalıştırır; bu, Ohm yasasına uyan üç büyüklüktür: V = IR

Bir elektrik pili, bir devrede sabit miktarda elektromotor kuvvet veya voltaj üretecektir. Elektrik akımına (birim zamanda devredeki belirli bir noktadan geçen elektrik yükü miktarı) yalnızca pilin kutuplarını bağlayan teller ve devrenin diğer parçaları direnç gösterecektir. Bu durumda akım yalnızca bağlantı telinin sunduğu dirence bağlı olacaktır.

Matematiksel terimlerle bu şu şekilde yazılır: V = IR veya I = V/R

burada I akımdır, V potansiyel farktır ve R direnç adı verilen bir sabittir . Potansiyel fark aynı zamanda voltaj düşüşü olarak da bilinir ve bazen V yerine E veya U ile gösterilir . Bu yasa genellikle akım ve gerilimin geniş bir değer aralığında geçerlidir, ancak koşullar (sıcaklık gibi) aşırı derecede değiştirilirse bozulur.

Devrenin kesilmesi durumunda direnç sonsuzdur ve yukarıdaki formülün de gösterdiği gibi akım sıfıra düşer. Mükemmel bir iletkenin pilin kutuplarını bağladığı ve direnç göstermediği durumda bu formül sonsuz bir akım sağlıyormuş gibi görünebilir ancak pilin kendisinde bunu engelleyen bir iç direnç vardır.

Gerilim, akımı tel boyunca iten basınç olarak düşünülebilir. Doğal olarak direncin büyük olduğu yerlerde akımın iletken telin her noktasında sabit kalması için daha büyük bir basınca ihtiyaç duyulacaktır. Bu nedenle, daha büyük dirençli bir tel boyunca gerilim düşüşünün, daha az dirençli olandan daha büyük olması gerekir. Akü tarafından sağlanan toplam voltaj, iletken tel boyunca tüm noktalarda akım akışını aynı tutmak için bağlantı devresinin her bölümündeki değişen dirençlere göre bölünür.

Akımın birimi amperdir; potansiyel farkın değeri volttur; ve direncin değeri amper başına bir volta eşit olan ohm'dur. Georg Ohm, deneysel sonuçlarını açıklamak için yukarıdakinden biraz daha karmaşık bir denklem sundu. Direncin birimi olan ohm tanımlanana kadar yukarıdaki denklem mevcut olamazdı (1861, 1864).