Question

欧姆定律的由来!

Answer 1

这条今天看似简单明了的方程式，在1825年初次提出时，却费了无数的智慧、勇气和努力。 今天，欧姆定律（Ohm's Law）是电学和电子学里面，最有用和最常用的定律之一。这定律是说：流经一导体（或电阻）的电流量，等於外施电压除以这个导电材料的电阻。以数学的措辞来说，这个等式通常表记为I＝E/R。然而，这条今天看似简单明了的方程式，在一八二五年初次提出时，却费了无数的智慧、勇气和努力。德国物理学家兼数学家欧姆（Georg Simon Ohm），就是一位具有这种智慧和勇气的人。 电流在当时的科学家的认识中是一种带有神秘性的「加凡尼流体」（galvanic fluid），但是由静电所产生的电流的难以捉摸和稍纵即逝的天性，却使他们很难做任何有意义的研究。 到了一八○○年初，由於亚历山卓伏特（Alessandro Volta）正式宣布发现了电池，而使情势完全改观。他这种堪称近代湿电池先祖的「水电池」（hydro-electric battery），使科学家头一次有了源源不断的电流来源。美中不足的是，有将近20年的时间，凡是电流的研究，都不免受困於一项严重的缺点——没有测度电流量的方法。 一八二○年，当奥斯特（Oersted）证明：一股电流流经一根电线，会产生磁场时，这项困扰终获突破。一年后，史怀吉（Schweigger）和浦根道夫（Poggendorff）利用奥斯特的发现，发明了验电流器——一种粗糙的电流计，在一只普通的罗盘周围，缠上数百圈电线制成。电流流过电线产生的磁场，会使罗盘的指针按一比例量偏转。 当时在科隆（Cologne）的一所中学教数学和物理的欧姆，灵机一动，认为可结合伏特的水电电池和验电流器，来研究电流的性质。 欧姆用他自己制作的器材，打算找出验电流器中指针的偏转量、外施电压和导线长度之间的确切关系。他首先把验电流器和电池直接连接起来，仔细记下罗盘指针的位置。由此获得一个参考读数。然后他把一截已知组成和长度的电线，接进电路，并记录下指针的新位置。这是他的实验读数。当然，在实验的状况下，这根受测电线的电阻，会使指针显示较小的偏转量。 一八二五年，欧姆在一篇论文中，报告了他的初步发现，论文的题目是：「金属传导接触电（contact electricity）的定律初识」。 欧姆发表了这篇论文竟然吃力不讨好，足足困恼了他16年。 就学术上来说，欧姆在论文里提出的方程式并不正确。这条方程式是：υ=m ㏒(1+x/r)；此处υ是指针偏转的减少量，x代表导体的长度，r代表导电材料的电阻系数，而m代表外施电压的大小。 就在欧姆的论文已排定日程要付印之前，他用一种不同的电源，重做了几项实验。结果并不符合他原先的发现，同时他马上看出还能求得更为简单、不含对数项的方程式。可是，等到他去和出版商接头时，论文已经印好了；他能提出的最好办法，就是发表一封短信，允诺要做一系列新的实验。欧姆说他要证明：当导体的长度接近无限时，流经一电路的电流量会变成零。这一小段涉及数学方面的话，又构成另一个错误——这次是政策上的。他的信暴露出在收集大量的资料以前，就玩弄方程式，因而激怒了当时大多数的科学家。 欧姆的错误方程式，是由於对电池的基本理论，普遍缺乏认识的结果。欧姆想中止论文的出版，但因时间太迟而没有达到目的，过后他才了解，他用了一个不稳定的电源——输出电压会随负荷的大小而变动。 欧姆在科学界还不算是孤军奋斗，也有几个支持他的人，其中之一的浦根道夫，建议他采用席贝克热电电池（Seebeck thermoelectric battery），而舍弃伏特的水电电池。 席贝克在一八二一年发现了热电效应，而利用这个效应制成的第一个实用装置A就是热电电池。所谓席贝克效应，就是两根相异、紧密缚结在一起的导体，当其中的一根受热时，两导体间会产生电压。热电电池的输出电压虽小，但内阻也小。所以，欧姆就用稳定的热电电池和验电流器，来重做他所有的实验。从他一连串新实验中获得的数据，能满足今天我们叫做欧姆定律的方程式。 一八二六年，欧姆准备向全世界表明，他已彻底了解他所谈论的课题了。他的第二篇论文题目是：「金属传导接触电所依定律的确定，以及伏特的电池和史怀吉验电流器理论的要点。」这条经过修正的方程式是X=a/(b+x)；此处X代表流经导体的电流量，a代表激励电压，x是受测导体的电阻，b是电源和验电流器的总内阻。 一八二七年初，欧姆又发表了他在科学史上，第三篇重大的论文，题目是：「加凡尼电池的数学论述」（The Galvanic Battery Treated Mathematically）。当时他想自己提出错误方程式的事，已经完全辩解清楚，并确信他的同事终会接受他的电传导定律。 可是，科学界仍不准备接纳欧姆和他的成果。首先，对於一个考验了欧美一流科学家将近30年的现象，这条方程式似乎太简单了——简单得好像远不足以来解释这个现象。当然，欧姆继第一篇论文后所发表的信中，引起广泛误解的声明，也是不利的因素。大多数颇有声誉的科学家，仍把欧姆视为一个大言不惭的家伙。满怀痛苦和失望的欧姆只得重新拾起了教鞭。 六年的时光又匆匆逝去，终於有少数颇具影响力的科学家，开始来正视欧姆的成果了。这都多亏了波利特（Pouillet）在一八三一年发表的一篇论文，才触发了这种兴趣的轻缓转变。彼利特曾不经意的重做了欧姆的实验，而获致完全一样的结果。波利特以为他才是电传导定律的创始人，当时大多数的科学家也是这麼想。不过公道自在人心，有几位科学家注意到，欧姆的成果和波利特的论文间，有强烈的相似处。 一八四一年，也就是欧姆宣布了他的电传导定律后的16年，英国皇家学会（British Royal Society）颁给他考甫莱（Coply）金质奖章，把他的成就誉为：「在精确研究的领域里最堪注意的发现。」欧姆总算因他的成就，得到了应得的荣誉，因迟来的赞扬而获得了正式的道歉，并心安理得地接受同侪们一次又一次的喝采。 欧姆在一八五四年逝世；而在整整十年后，英国科学促进协会（British Association for the Advancement of Science），正式通过以欧姆做为电阻的测量单位。从此，欧姆就像安培和伏特一样，列入了近代世界各地电机工程师和技术人员的日常用语，而得以永垂不朽。 （译自 Popular Electronics, May. 1972）参考: http://163.14.136.54/science/content/1976/00090081/0008.HTM

Answer 2

在同一电路中,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,这就是欧姆定律.

欧姆是一个天才的研究者.

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，他把斯特关于电流磁效应的发现和库化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，而且不不少错误，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是观察用的放在镜，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。

欧姆准备了截面相同但长度不同的导体，依次将各个导体接入电路进行实验，观测扭力拖拉磁针偏转角的大小，然后改变条件反复操作，根据实验数据归纳成下关系：

x=q/(b+l)式中x表示流过导线的电流的大小，它与电流强度成正比，Ａ和Ｂ为电路的两个参数，Ｌ表示实验导线的长度。

１８２６年４月欧姆发表论文，把欧姆定律改写为：x=ksa/ls为导线的横截面积，Ｋ表示电导率，Ａ为导线两端的电势差，Ｌ为导线的长度，Ｘ表示通过Ｌ的电流强度。如果用电阻l'=l/ks代入上式，就得到x=a/l'这就是欧姆定律的定量表达式，即电路中的电流强度和电势差成正而与电阻成反比。为了纪念欧姆对电磁学的贡献，物理学界将电阻的单位命名为欧姆，以符号Ω表示。１欧姆定义为电位差为１伏特时恰好通过以安培电流的电阻。

欧姆定律公式：I=U/R
其中：I、U、R——三个量是属于同一部分电路中同一时刻的电流强度、电压和电阻。

由欧姆定律所推公式:
1.串联分压公式:R1与R2串联,则U1:U2=R1:R2
2.并联分流公式:R1与R2并联,则I1:I2=R2:R1
3.串联电路总电阻:R1与R2串联,则R=R1+R2
4.并联电路总电阻:R1与R2并联,则R=1/(1/R1+1/R2)