จอร์จ ไซมอน โอห์ม ( George Simon Ohm)
เป็นนักวิทยาศาสตร์อีกคนที่เกิดมาในครอบครัวที่ฐานะไม่ดี พ่อของเขามีอาชีพทำช่างกุญแจและปืน แม้ฐานะจะไม่ดีแต่เขาก็ขวานขวายหาความรู้ใส่ตัวเสมอ เขาเข้าเรียนด้านคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์ ที่เออร์เลงเกน แต่อยู่ได้ปีกว่าๆก็ต้องลาออก เพราะขาดทุนทรัพย์ และมาเป็นครูสอนหนังสือที่ เมือง เบริ์น สวิสเซอร์แลนด์ และร่ำเรียนไปด้วย จนได้ปริญญาเอกทางคณิตศาสตร์ เขาสนใจเกี่ยวกับไฟฟ้ามาตลอดได้ทำการทดลองการเคลื่อนที่ของไฟฟ้าโดยใช้ตัวนำที่ดีคือ ทองแดง เงิน และอะลูมิเนียม เขาค้นพบเกี่ยวกับการไหลของไฟฟ้า คือ ยิ่งสายไฟมีความยาวมากเท่าใด ก็จะมีความต้านทานมาก จนเขาเขียนหนังสือชื่อ “ Die Galvannisehe Katte Mathermetisoh Bearbeitet “ และได้ตั้งกฎของโอห์ม ขึ้นโดยมีหลักการสำคัญว่า การเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวนำไฟฟ้า เป็นปฏิภาคโดยตรงกับความต่างศักดิ์ และเป็นปฏิภาคผกผันกับความต้านทาน ในปี ค.ศ. 1841 เขาได้รับมอบเหรียญ คอพเลย์ (Copley Medal) จากราชสมาคมกรุงลอนดอน เขาเสียชีวิตใน ปี 1854 ที่เมืองมิวนิค เยอรมัน แม้ว่าเขาจะเสียชีวิตไปแล้ว แต่ชื่อของเขายังถูกนำมาใช้เป็นหน่วยวัดความต้านทานไฟฟ้า โดยสมาคมไฟฟ้านานาชาติ ใช้เรียกหน่วยวัดความต้านทานไฟฟ้าว่า 1 โอห์ม หมายถึง กระแสไฟฟ้า 1 แ อมแปร์ ไหลผ่านบนตัวนำไฟฟ้าภายใต้ความต่างศักดิ์ไฟฟ้า 1 โวลต์
อาชีพครู
การศึกษาของโอห์มเองได้เตรียมเขาให้พร้อมสำหรับปริญญาเอกซึ่งเขาได้รับจากมหาวิทยาลัย Erlangen เมื่อวันที่ 25 ตุลาคม ค.ศ. 1811 เขาได้เข้าร่วมคณะที่มีในฐานะวิทยากรในวิชาคณิตศาสตร์ทันที เขาไม่สามารถอยู่รอดได้ด้วยเงินเดือนของเขาในฐานะวิทยากร รัฐบาลบาวาเรียเสนอให้เขาโพสต์เป็นครูของคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ที่โรงเรียนที่มีคุณภาพดีใน Bamberg ซึ่งโอห์มได้รับการยอมรับในเดือนมกราคม 1813 ไม่พอใจกับงานของเขาเฟรดเริ่มเขียนตำราประถมศึกษาในรูปทรงเรขาคณิตเป็นวิธีที่จะพิสูจน์ความสามารถของเขา โรงเรียนนั้นปิดทำการในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2359 จากนั้นรัฐบาลบาวาเรียก็ส่งโอห์มไปที่โรงเรียนที่แออัดในแบมเบิร์กเพื่อช่วยสอนคณิตศาสตร์
โอห์มตีพิมพ์Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet ( The Galvanic Circuit Investigated Mathematically ) ในปี 1827 วิทยาลัยของโอห์มไม่ชื่นชมผลงานของเขา และโอห์มก็ลาออกจากตำแหน่ง จากนั้นเขาก็ทำโปรแกรมไปและถูกจ้างมาจากที่โรงเรียนโปลีเทคนิคนูเรมเบิร์ก โอห์มมาถึงที่โรงเรียนโปลีเทคนิคนูเรมเบิร์กใน 1833 และในปี 1852 เขาก็กลายเป็นศาสตราจารย์ฟิสิกส์ทดลองที่มหาวิทยาลัยมิวนิค
โอห์มเสียชีวิตในมิวนิกในปี พ.ศ. 2397 และถูกฝังอยู่ในอัลเทอร์ ซุดฟรีดฮอฟ จดหมายครอบครัวของเขารวบรวมไว้ในหนังสือภาษาเยอรมัน ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเขาเคยลงนามในจดหมายบางฉบับของเขาด้วยสำนวน”Gott befohlen, GS Ohm” หมายถึง “สรรเสริญพระเจ้า”
การค้นพบกฎของโอห์ม
กฎของโอห์มปรากฏตัวครั้งแรก ในหนังสือชื่อดัง Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet (tr., The Galvanic Circuit Investigated Mathematically ) (1827) ซึ่งเขาให้ทฤษฎีไฟฟ้าที่สมบูรณ์ ในงานนี้ เขาระบุกฎของเขาสำหรับแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่กระทำระหว่างส่วนปลายของส่วนใดส่วนหนึ่งของวงจรเป็นผลคูณของความแรงของกระแสและความต้านทานของส่วนนั้นของวงจร
หนังสือเล่มนี้เริ่มต้นด้วยพื้นฐานทางคณิตศาสตร์ที่จำเป็นสำหรับการทำความเข้าใจส่วนที่เหลือของงาน แม้ว่างานของเขาจะมีอิทธิพลอย่างมากต่อทฤษฎีและการประยุกต์ใช้กระแสไฟฟ้าในปัจจุบัน ในเวลานั้นก็ได้รับการตอบรับอย่างเย็นชา โอห์มนำเสนอทฤษฎีของเขาเป็นหนึ่งในการดำเนินการต่อเนื่องกันทฤษฎีซึ่งตรงข้ามกับแนวคิดของการดำเนินการในระยะไกล โอห์มเชื่อว่าการสื่อสารทางไฟฟ้าเกิดขึ้นระหว่าง “อนุภาคที่อยู่ติดกัน” ซึ่งเป็นคำที่เขาใช้เอง กระดาษเป็นกังวลกับความคิดนี้และโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการแสดงความแตกต่างในวิธีการทางวิทยาศาสตร์ของโอห์มและแนวทางของโจเซฟฟูริเยร์และโคลดหลุยส์นาเวียร์
กฎอะคูสติกของโอห์ม
กฎอะคูสติกของโอห์ม ซึ่งบางครั้งเรียกว่ากฎของอะคูสติกเฟส หรือเพียงแค่กฎของโอห์ม ระบุว่าเสียงดนตรีถูกรับรู้โดยหูเป็นชุดของเสียงฮาร์มอนิกบริสุทธิ์ที่เป็นส่วนประกอบจำนวนหนึ่ง เป็นที่ทราบกันดีว่าไม่จริงทีเดียว
การศึกษาและสิ่งพิมพ์
เอกสารฉบับแรกของเขาในปี พ.ศ. 2368 ได้ตรวจสอบการลดลงของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากเส้นลวดเมื่อความยาวของเส้นลวดเพิ่มขึ้น ในปี ค.ศ. 1826 เขาได้บรรยายเกี่ยวกับการนำความร้อนในวงจรตามแบบจำลองการศึกษาการนำความร้อนของฟูริเยร์ บทความนี้ยังคงสรุปผลการทดลองของโอห์มต่อไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในข้อที่สอง เขาสามารถเสนอกฎหมายที่อธิบายผลลัพธ์ของผู้อื่นที่ทำงานเกี่ยวกับไฟฟ้ากัลวานิกได้เป็นอย่างดี ที่สำคัญที่สุดคือหนังสือเล่มเล็กของเขาที่ตีพิมพ์ในกรุงเบอร์ลินในปี พ.ศ. 2370 โดยมีชื่อ Die galvanische Kette mathematisch bearbeitet. งานนี้เชื้อโรคซึ่งได้ปรากฏตัวขึ้นในช่วงสองปีที่ผ่านมาก่อนหน้านี้ในวารสารของ Schweigger และ Poggendorff ได้ออกแรงอิทธิพลสำคัญในการพัฒนาทฤษฎีและการใช้งานของกระแสไฟฟ้า ชื่อของโอห์มได้รับการจัดตั้งขึ้นในคำศัพท์ของวิทยาศาสตร์ไฟฟ้าในกฎของโอห์ม (ซึ่งเขาตีพิมพ์ครั้งแรกในgalvanische Die Kette … ), สัดส่วนของกระแสและแรงดันไฟฟ้าในตัวต้านทานและนำมาใช้เป็นSIหน่วยของความต้านทาน , โอห์ม (สัญลักษณ์Ω)
เกียรตินิยม
1839: สมาชิกที่สอดคล้องกันของPrussian Academy of Sciences
1841: รางวัลเหรียญ Copley โดยRoyal Society
พ.ศ. 2385: การแต่งตั้งเป็นสมาชิกภายนอกของราชสมาคม
พ.ศ. 2388: การแต่งตั้งเป็นสมาชิกต่างประเทศของBavarian Academy of Sciences
1850: สมาชิกเต็มของ Bavarian Academy of Sciences
1853: คำสั่งบาวาเรียแม็กซิมิเลียนสำหรับวิทยาศาสตร์และศิลปะ
มรณกรรม
ในปี พ.ศ. 2424 ที่การประชุมการไฟฟ้าระหว่างประเทศครั้งแรกหน่วยความต้านทานไฟฟ้าได้รับการตั้งชื่อตามโอห์ม
รูปปั้นครึ่งตัวของเขาอยู่ในHall of Fameในมิวนิก
เพื่อเป็นที่ระลึกโดยเขายืนอยู่ด้านหน้าของอาคารของมหาวิทยาลัยเทคนิคมิวนิคในTheresienstrasse
มหาวิทยาลัยเทคนิคแห่ง Nuremberg Georg Simon Ohmซึ่งเป็นหนึ่งในมหาวิทยาลัยที่ใหญ่ที่สุดสำหรับวิทยาศาสตร์ประยุกต์ในเยอรมนีได้รับการตั้งชื่อตามเขา โอห์มโรงยิมในบ้านเกิดของเขา Erlangen และเฟรดไซมอนโอห์ม-Berufskollegในโคโลญยังแบกชื่อของเขา
ดาวเคราะห์น้อย (24,750) โอห์มได้รับการตั้งชื่อตามเขา
ปล่องภูเขาไฟบนหลังของ ดวงจันทร์ยังเป็นชื่อหลังจากที่เฟรดริกโอห์ม
โอห์มมิเตอร์เป็นอุปกรณ์วัดที่ใช้ในการวัด ความต้านทานไฟฟ้า การกำหนดเป็นโอห์มมิเตอร์นั้นล้าสมัยและชนกับหน่วยที่มีชื่อเดียวกันโอห์มมิเตอร์ . โอห์มเป็นหน่วยวัดไม่ใช่ปริมาณทางกายภาพที่จะถูกวัด
โอห์มมิเตอร์มักจะออกแบบมาเพื่อวัดความต้านทานโอห์มมิกของส่วนประกอบไฟฟ้าหรือผู้ใช้ไฟฟ้า บทความนี้เกี่ยวข้องกับการวัดความต้านทานโอห์มมิกเป็นหลัก
อุปกรณ์วัดและวิธีการวัดส่วนใหญ่ทำงานกับแหล่งจ่ายแรงดันของตัวเอง และต้องไม่เชื่อมต่อหากวัตถุทดสอบมีแหล่งจ่ายแรงดันไฟด้วย
ความต่อเนื่องของการทดสอบในการตรวจสอบการเชื่อมต่อไฟฟ้าไม่ได้วัด แต่การทดสอบอุปกรณ์หรือตัวชี้วัด
การวิเคราะห์กรณี
ความต้านทานขององค์ประกอบที่จะนำไฟฟ้าแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเป็นผลมาจากรูปทรงเรขาคณิตของตนและคุณสมบัติของวัสดุ มันนำไปสู่การohmicต้านทานหรือกระแสตรงต้านทาน ในบางกรณี ความต้านทานขึ้นอยู่กับความแรงของกระแส และแทนที่จะเป็นความต้านทานโอห์มมิก ผลการต้านทานแบบไม่เชิงเส้น . วัดความต้านทานภายใต้เงื่อนไขการดำเนินงานเป็นไปได้เพียงแค่ใช้อุปกรณ์ตรวจวัดกระแสและแรงดันดูด้านล่าง จากนั้นความรู้เกี่ยวกับความต้านทานเชิงอนุพันธ์ก็มีความสำคัญเช่นกัน สำหรับการตรวจวัดของดูด้านล่าง
เมื่อใช้งานด้วยแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับความเหนี่ยวนำและความจุของส่วนประกอบยังส่งผลต่อส่วนประกอบกระแสสลับ ( รีแอกแตนซ์ ) ต่อความต้านทานด้วย ส่วนประกอบกระแสตรงและกระแสสลับรวมกันเพื่อสร้างอิมพีแดนซ์หรือความต้านทานไฟฟ้าที่ซับซ้อน สำหรับการตรวจวัดของมันดูภายใต้แรงดันไฟฟ้า AC สะพาน
ในกรณีของความต้านทานโอห์มมิก การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยที่เกิดขึ้นอย่างช้าๆ มักจะต้องถูกวัดโดยไม่จำเป็นต้องรู้ค่าความต้านทานอย่างแม่นยำ สำหรับการวัด โปรดดูที่ใต้สะพานวีตสโตนในวิธีการโก่งตัว
เครื่องมือวัดแบบดิจิตอล
คงมาในปัจจุบันถูกสร้างขึ้นในดิจิตอลมัลติมิเตอร์วัดความต้านทาน, การปรับเปลี่ยนให้เป็นพลังที่ราบรื่นของสิบ mA หรือตเพื่อให้ค่าตัวเลขของแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ทันทีช่วยให้ค่าตัวเลขของความต้านทานโดยไม่ต้องวัดความเข้มของปัจจุบัน เฉพาะตำแหน่งจุลภาคและสัญลักษณ์หน่วย (Ω, kΩ) เท่านั้นที่จะถูกสลับเพื่อให้ตรงกับช่วงการวัดในอุปกรณ์ ขีดจำกัดข้อผิดพลาดจะอยู่ที่ ≤ 1% ของค่าที่วัดได้ + 1 ‰ ของค่าสุดท้าย ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของผู้ผลิต
อุปกรณ์วัดแบบแอนะล็อก
อุปกรณ์วัดความต้านทานแบบแอนะล็อกประกอบด้วยอุปกรณ์วัดตัวชี้พร้อมกลไกการวัดขดลวดเคลื่อนที่ตัวต้านทานแบบอนุกรมที่ปรับได้ และแหล่งจ่ายแรงดันไฟเสริม (แบตเตอรี่) พวกมันมีสเกลที่ไม่เป็นเชิงเส้นอย่างยิ่งซึ่งสามารถอ่านค่าความต้านทานได้โดยตรงในหน่วยโอห์มหรือกิโลโอห์ม
เนื่องจากช่วงการวัดขนาดใหญ่ 0… ∞ ซึ่งครอบคลุมค่าที่วัดได้ทั้งหมด การอ่านค่าที่แม่นยำสมเหตุสมผลจึงเป็นไปได้เฉพาะในพื้นที่ตรงกลางของสเกลเท่านั้น โอห์มมิเตอร์บางตัวมีช่วงการวัดที่สลับได้เพื่อให้สามารถอ่านค่าต่างๆ ได้เป็นพิเศษในช่วงกลางของสเกล
วงจรสะพาน
นี่เป็นกระบวนการที่มีความแม่นยำพร้อมการชดเชยแรงดันไฟซึ่งแรงดันตกคร่อมวัตถุวัดจะถูกเปรียบเทียบกับแรงดันตกคร่อมตัวต้านทานที่รู้จัก สำหรับการวัด แรงดันไฟฟ้าตัวใดตัวหนึ่งจะจับคู่กับอีกแรงดันไฟฟ้าหนึ่ง ดูสะพานวัดวีทสโตนในขั้นตอนการสอบเทียบ
ในการวัดความต้านทานฉนวนของวัตถุวัดแบบแบน หนึ่งใช้งานได้กับ
อิเล็กโทรดภายในแบบวงกลม,
อิเล็กโทรดวงแหวนล้อมรอบและ
อิเล็กโทรดเคาน์เตอร์ตรงข้าม
ในการวัดความต้านทานปริมาตร (รูป→) จะวัดความเข้มของกระแสที่ไหลผ่านร่างกายผ่านอิเล็กโทรดภายในไปยังศักย์อ้างอิง อิเล็กโทรดเคาน์เตอร์เชื่อมต่อกับแรงดันทดสอบ ในตัวอย่างนี้ อิเล็กโทรดวงแหวนเชื่อมต่อกับศักย์อ้างอิง (การ์ด) ดังนั้นจึงไม่มีแรงดันไฟฟ้าไปยังอิเล็กโทรดภายในและไม่มีกระแสที่พื้นผิวสามารถไหลได้ ในบริบทนี้ใครพูดของตัวเก็บประจุแหวนยาม
ในการวัดความต้านทานพื้นผิว วัดความเข้มกระแสที่ไหลไปตามพื้นผิวจากวงแหวนไปยังอิเล็กโทรดด้านใน อิเล็กโทรดวงแหวนเชื่อมต่อกับแรงดันทดสอบ อิเล็กโทรดเคาน์เตอร์เชื่อมต่อกับศักย์อ้างอิงหรือกราวด์ ดังนั้นจึงไม่มีแรงดันไฟฟ้าไปยังอิเล็กโทรดภายในและไม่มีกระแสไหลผ่านปริมาตร
ดังที่เราอธิบายไว้ข้างต้น โอห์มอยู่ที่ Jesuit Gymnasium of Cologne เมื่อเขาเริ่มงานพิมพ์ที่สำคัญของเขาในปี 1825. เขาได้รับงานหนึ่งปีโดยมุ่งเน้นที่การวิจัยของเขาที่เริ่มต้นในเดือนสิงหาคมพ.ศ. 2369และแม้ว่าเขาจะได้รับค่าจ้างเพียงครึ่งเดียวที่น้อยกว่าที่ใจกว้าง แต่เขาก็สามารถใช้เวลาหนึ่งปีในเบอร์ลินในการทำงานกับสิ่งตีพิมพ์ของเขา โอห์มเชื่อว่าสิ่งพิมพ์ของเขาจะทำให้เขาได้รับข้อเสนอให้ดำรงตำแหน่งในมหาวิทยาลัยก่อนที่จะต้องกลับไปโคโลญ แต่เมื่อถึงเวลาที่เขาจะเริ่มสอนอีกครั้งในเดือนกันยายนพ.ศ. 2370เขาก็ยังคงไม่ได้รับข้อเสนอดังกล่าว
แม้ว่างานของโอห์มจะมีอิทธิพลอย่างมากต่อทฤษฎี แต่ก็ได้รับการตอบรับด้วยความกระตือรือร้นเพียงเล็กน้อย ความรู้สึกของโอห์มถูกทำร้าย เขาตัดสินใจที่จะอยู่ที่เบอร์ลิน และในเดือนมีนาคมพ.ศ. 2371เขาได้ลาออกจากตำแหน่งอย่างเป็นทางการที่โคโลญจน์ เขาทำงานชั่วคราวสอนคณิตศาสตร์ในโรงเรียนในกรุงเบอร์ลิน
เขารับตำแหน่งที่นูเรมเบิร์กในปี พ.ศ. 2376และถึงแม้จะเป็นตำแหน่งศาสตราจารย์ แต่ก็ยังไม่ใช่ตำแหน่งมหาวิทยาลัยที่เขาพยายามมาตลอดชีวิต ผลงานของเขาในที่สุดก็ได้รับการยอมรับจากสมาคมที่ได้รับรางวัลของเหรียญ Copley ใน1,841 เขาได้กลายเป็นประเทศสมาชิกของRoyal Societyใน1,842 สถานศึกษาอื่นๆ เช่น ในเบอร์ลินและตูรินได้เลือกเขาให้เป็นสมาชิกที่เกี่ยวข้อง และในปี 1845เขาก็ได้เป็นสมาชิกเต็มรูปแบบของสถาบันบาวาเรีย
การยอมรับที่ล่าช้านี้ได้รับการต้อนรับ แต่ยังคงมีคำถามว่าเหตุใดบางคนที่ทุกวันนี้เป็นชื่อครัวเรือนสำหรับการสนับสนุนที่สำคัญของเขาจึงพยายามดิ้นรนเพื่อให้ได้รับการยอมรับเป็นเวลานาน นี้อาจไม่มีคำอธิบายง่ายๆ แต่เป็นผลจากปัจจัยสนับสนุนที่แตกต่างกันจำนวนหนึ่ง ปัจจัยหนึ่งอาจเป็นลักษณะภายในของตัวละครของโอห์มในขณะที่อีกปัจจัยหนึ่งคือแนวทางทางคณิตศาสตร์ของเขาในหัวข้อต่างๆ ซึ่งในเวลานั้นมีการศึกษาในประเทศของเขาด้วยวิธีที่ไม่ใช่ทางคณิตศาสตร์ มีข้อพิพาทส่วนตัวกับคนที่อยู่ในอำนาจอย่างไม่ต้องสงสัยซึ่งโอห์มไม่ได้ผลเลย แน่นอนว่าเขาไม่ชอบ Johannes Schultz ซึ่งเป็นผู้มีอิทธิพลในกระทรวงศึกษาธิการในกรุงเบอร์ลินและกับ Georg Friedrich Pohl ศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ในเมืองนั้น
ไฟฟ้าไม่ใช่หัวข้อเดียวที่โอห์มทำการวิจัย และไม่ใช่หัวข้อเดียวที่เขาลงเอยด้วยการโต้เถียง ในปีค.ศ. 1843เขาได้กล่าวถึงหลักการพื้นฐานของอะคูสติกทางสรีรวิทยา ซึ่งเกี่ยวข้องกับวิธีที่เราได้ยินโทนเสียงผสมกัน อย่างไรก็ตาม สมมติฐานที่เขาทำในการมาจากรากศัพท์ทางคณิตศาสตร์ของเขานั้นไม่สมเหตุสมผลโดยสิ้นเชิง และส่งผลให้เกิดข้อพิพาทอันขมขื่นกับนักฟิสิกส์ August Seebeck เขาประสบความสำเร็จในการทำให้สมมติฐานของโอห์มเสื่อมเสีย และโอห์มต้องยอมรับความผิดพลาดของเขา ดู สำหรับรายละเอียดของข้อพิพาทระหว่างโอห์มและซีเบค
ในปี ค.ศ. 1849โอมรับตำแหน่งในมิวนิกเป็นภัณฑารักษ์ของคณะรัฐมนตรีของสถาบันบาวาเรีย และเริ่มบรรยายที่มหาวิทยาลัยมิวนิก เฉพาะในพ.ศ. 2395สองปีก่อนที่เขาจะเสียชีวิต โอมบรรลุความทะเยอทะยานตลอดชีวิตในการได้รับการแต่งตั้งให้ดำรงตำแหน่งประธานสาขาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยมิวนิกหรือไม่
Comments are closed