乔治·西蒙·欧姆(Georg Simon Ohm,1787年3月16日—1854年7月6日),德国物理学家 。
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欧姆发现了电阻中电流与电压的正比关系,即著名的欧姆定律;他还证明了导体的电阻与其长度成正比,与其横截面积和传导系数成反比;以及在稳定电流的情况下,电荷不仅在导体的表面上,而且在导体的整个截面上运动 。电阻的国际单位制“欧姆”以他的名字命名 。欧姆的名字也被用于其他物理及相关技术内容中 , 比如“欧姆接触”,“欧姆杀菌”,“欧姆表”等 。
主要成就从1820年起,他开始研究电磁学 。欧姆的研究工作是在十分困难的条件下进行的 。他不仅要忙于教学工作,而且图书资料和仪器都很缺乏 , 他只能利用业余时间 , 自己动手设计和制造仪器来进行有关的实验 。
1826年,欧姆发现了电学上的一个重要定律——欧姆定律,这是他最大的贡献 。这个定律在我们今天看来很简单,然而它的发现过程却并非如一般人想象的那么简单 。欧姆为此付出了十分艰巨的劳动 。
在那个年代,人们对电流强度、电压、电阻等概念都还不大清楚,特别是电阻的概念还没有,当然也就根本谈不上对它们进行精确测量了;况且欧姆本人在他的研究过程中,也几乎没有机会跟他那个时代的物理学家进行接触,他的这一发现是独立进行的 。欧姆独创地运用库仑的方法制造了电流扭力秤 , 用来测量电流强度,引入和定义了电动势、电流强度和电阻的精确概念 。
欧姆定律及其公式的发现,给电学的计算,带来了很大的方便 。人们为纪念他,将电阻的单位定为欧姆(简称“欧”,符号为Ω) 。
电阻单位
简称“欧”,符号为Ω 。
Ωμγα(大写Ω,小写ω),又称为大O,是第二十四个希腊字母,亦是最后一个希腊字母 。
欧姆——以国际欧姆作为电阻单位,它以等于109CGSM电阻的欧姆作为基础 , 用恒定电流在融冰温度时通过质量为14.4521克、长度为106.3厘米、横截面恒定的水银柱受到的电阻 。
欧姆定律
欧姆第一阶段的实验是探讨电流产生的电磁力的衰减与导线长度的关系,其结果于1825年5月在他的第一篇科学论文中发表 。在这个实验中,他碰到了测量电流强度的困难 。在德国科学家施威格发明的检流计启发下,他把奥斯特关于电流磁效应的发现和库仑扭秤方法巧妙地结合起来,设计了一个电流扭力秤,用它测量电流强度 。
欧姆从初步的实验中发出,电流的电磁力与导体的长度有关 。其关系式与今天的欧姆定律表示式之间看不出有什么直接联系 。欧姆在当时也没有把电势差(或电动势)、电流强度和电阻三个量联系起来 。
在欧姆之前,虽然还没有电阻的概念,但是已经有人对金属的电导率(传导率)进行研究 。1825年7月,欧姆也用上述初步实验中所用的装置 , 研究了金属的相对电导率 。他把各种金属制成直径相同的导线进行测量,确定了金、银、锌、黄铜、铁等金属的相对电导率 。虽然这个实验较为粗糙,而且有不少错误,但欧姆想到,在整条导线中电流不变的事实表明电流强度可以作为电路的一个重要基本量,他决定在下一次实验中把它当作一个主要观测量来研究 。
在以前的实验中,欧姆使用的电池组是伏打电堆,这种电堆的电动势不稳定,使他大为头痛 。后来经人建议,改用铋铜温差电偶作电源,从而保证了电源电动势的稳定 。
1826年,欧姆用上面图中的实验装置导出了他的定律 。在木质座架上装有电流扭力秤,DD'是扭力秤的玻璃罩,CC'是刻度盘,s是观察用的放大镜,m和m'为水银杯,abb'a'为铋框架,铋、铜框架的一条腿相互接触,这样就组成了温差电偶 。A、B是两个用来产生温差的锡容器 。实验时把待研究的导体插在m和m'两个盛水银的杯子中,m和m'成了温差电池的两个极 。
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