Georg Simon Ohm: življenje, delo in Ohmov zakon (1789–1854)

Georg Simon Ohm (1789–1854): življenje, delo in odkritje Ohmovega zakona. Biografija, razlaga zakona in pomen enote Ω v razvoju elektrotehnike.

Georg Simon Ohm (16. marec 1789 - 6. julij 1854) je bil nemški fizik in matematik. Del svojega življenja je bil Ohm zaposlen kot šolski učitelj. Nekatere njegove raziskave so bile osredotočene na novo elektrokemijsko celico, ki jo je izumil italijanski znanstvenik Alessandro Volta. Z uporabo opreme, ki jo je izdelal sam, je Ohm ugotovil, da obstaja neposredna sorazmernost med potencialno razliko (napetostjo) na vodniku in nastalim električnim tokom. To razmerje je znano kot Ohmov zakon.

Leta 1881, po njegovi smrti, je bila enota SI za električno upornost poimenovana po njem. Za enoto se uporablja velika grška črka Omega (Ω).

Življenje in izobrazba

Georg Simon Ohm se je rodil v mestu Erlangen v Bavarskem vojvodstvu. Njegov oče je bil urar in navdušen nad matematiko, zato je Georg prejel temeljito tehnično in matematično izobrazbo že v otroštvu. Kljub temu da je večino svojih zgodnjih let delal kot učitelj v različnih šolah, je vztrajno nadaljeval z raziskavami in eksperimentiranjem na področju električnih pojavov.

Delo in eksperimentalne metode

Ohm je svoje rezultate objavil v delu z naslovom Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet (1827), v katerem je natančno opisal poskuse z voltaično celico in žicami različnih dolžin in presekov. Sestavil je lastno opremo za merjenje in natančno primerjavo napetosti in tokov, vključno z galvanometri in natančno izdelanimi upornimi vzorci. Njegov pristop je bil značilen po tem, da je kombiniral matematično analiziranje z eksperimentalnim dokazanjem.

Ohmov zakon – pojasnilo

Ohmov zakon v osnovi pravi, da je pri mnogih materialih električni tok v vodniku sorazmeren z napetostjo, ki deluje na vodnik, pod pogojem, da sta temperatura in drugi dejavniki konstantni. To razmerje se pogosto zapisuje z enačbo:

V = I · R

• V — napetost (volt, V)
• I — električni tok (ampere, A)
• R — električna upornost (ohm, Ω)

Upornost vodnika je odvisna od njegovega materiala in geometrije; za enakomeren valjasti vodnik velja povezava:

R = ρ · L / A

• ρ — specifična upornost (rezistivnost) materiala
• L — dolžina vodnika
• A — presečna površina vodnika

Omejitve zakona in uporaba

Ohmov zakon je empiričen in velja natančno le za t. i. ohmske materiale, pri katerih je razmerje med napetostjo in tokom linearno. Številne snovi in naprave (npr. polprevodniški elementi, diode, vakuumske cevi) kažejo nelinearno vedenje in Ohmov zakon v takih primerih ne velja v osnovni linearni obliki. Poleg tega se upornost spreminja s temperaturo, svetlobnimi in drugimi okoliščinskimi pogoji, zato je pri natančnih merjenjih potrebno upoštevati te vplive.

Pomen in zgodovina priznanja

Ohmov zakon je temelj pri analizi električnih vezij in je osnova teorije tokokrogov v elektrotehniki. Sprva je bila Ohmova objava deležna skepse in nezadostnega priznanja s strani nekaterih sodobnikov, vendar se je z razvojem električne tehnike pomen njegovega dela hitro uveljavil. Kasneje je njegovo ime postalo standard pri označevanju enote upornosti — ohm (Ω) — in njegovo delo velja za enega od ključnih prispevkov k razvoju električne znanosti.

Zaključek

Georg Simon Ohm je s sistematičnimi eksperimentalnimi meritvami in matematično analizo utemeljil osnovno zakonitost v elektrodinamiki, ki še danes služi kot temeljno orodje v fiziki in inženirstvu. Njegovo delo je pokazalo, kako natančne meritve in teoretična obravnava skupaj prispevajo k razumevanju naravnih pojavov.

Vprašanja in odgovori

V: Kdo je bil Georg Simon Ohm?

V: Ali je Ohm kdaj delal kot šolski učitelj?

V: Na kaj se je osredotočal pri svojih raziskavah?

V: Kaj je Ohm odkril o razmerju med razliko potencialov in električnim tokom?

V: Kdaj so po Ohmu poimenovali enoto SI za električno upornost?

V: Kakšen simbol se uporablja za enoto električne upornosti, poimenovano po Ohmu?

V: Kakšno opremo je Ohm uporabljal za svoje poskuse?

Išči po črki