Крутильные весы Ш. О, кулона и открытый им закон.

Кулон модифицировал крутильные весы, которые использовал для изучения взаимодействия магнитных полюсов, и исследовал силы взаимодействия электрических зарядов, что в свою очередь, позволило производить электрические измерения более точно.
Крутильные весы в этих опытах выглядели так: палочка весов была сделана из шеллака¹ и висела на серебряной проволоке, величина сопротивления кручению которой была известна. На одном конце палочки находился бузинный шарик t, на другом для равновесия, бумажный кружок g, смоченный скипидаром. Этот кружок в то же время служил для уменьшения колебаний.
В отверстие m крышки широкого цилиндра может вставляться другая палочка из шеллака, также имеющая на нижнем конце бузинный шарик d такой же велечины, как и шарик t.
При производстве опыта сначала устанавливают горизонтальную палочку так, чтобы она указывала на нуль делений круга при отсутствии закручивания проволоки. Затем Кулон сообщал шарику ___ электрический заряд и опускал его в цилиндр так, чтобы он коснулся шарика ___. Оба шарика заряжались одноименно и отталкивались друг от друга. Опыты показали, что сила, с которой отталкиваются два шарика, убывает в том же отношении, в каком возрастает квадрат расстояния. Кулон заметил также, что необходимо следить за тем, чтобы воздух был сухим. Для этого он ставил в цилиндр сосуд с серной кислотой.
Кулон также установил, что сила взаимодействия зарядов прямо пропорциональна величине каждого заряда. Это сделать было непросто, т.к. сами единицы измерения заряда были введены благодаря закону Кулона (за 1 ед. заряда был выбран такой заряд, который взаимодействовал с равным ему зарядом, находящимся на расстоянии, равном 1 ед. длины, с силой, равной 1 ед. силы). Кулон пользовался приемом деления заряда пополам.
Он измерял силу при некотором заряде на шарике, затем приводил заряженный шарик в соприкосновение с таким же незаряженным – заряд распределялся поровну между ними. При уменьшении заряда в 2, 4, 8 и т.д. раз сила взаимодействия уменьшалась соответственно в 2, 4, 8 и т.д. раз.

где — сила, с которой заряд 1 действует на заряд 2; — величина зарядов; — радиус-вектор (вектор, направленный от заряда 1 к заряду 2, и равный, по модулю, расстоянию между зарядами — ); — коэффициент пропорциональности. Таким образом, закон указывает, что одноимённые заряды отталкиваются (а разноимённые — притягиваются).

Иследования А. Вольта и В. В. Петрова в области изучения электричества.

А. Вольта.

18 февраля 1745 г. – 5 марта 1827 г.

В 1792-1794 гг., заинтересовавшись "животным электричеством", открытым Л. Гальвани, Вольта провёл ряд опытов и показал, что наблюдаемые явления связаны с наличием замкнутой цепи, состоящей из двух разнородных металлов и жидкости. Вольта считал причины «гальванизма» физическими, а физиологические действия – одними из проявлений этого физического процесса. Проведя опыты с разными парами электродов, Вольта установил, что физиологическое раздражение нервов тем сильнее, чем дальше отстоят друг от друга два металла в следующем ряду: цинк, оловянная фольга, олово, свинец, железо, латунь и т.д. до серебра, ртути, графита. Этот знаменитый ряд напряжений (активностей) Вольта и составлял ядро эффекта; мышца лягушки была лишь пассивным, хотя и очень чувствительным электрометром, а активными звеньями являлись металлы, от контакта которых и происходила их взаимная электризация.

В 1800 г. Вольта изобрёл так называемый Вольтов столб – первый источник постоянного тока, состоявший из 20 пар кружочков из двух различных металлов, разделённых смоченными солёной водой или раствором щёлочи прослойками ткани или бумаги. Изобретение вольтова столба доставило Вольта всемирную славу и оказало огромное влияние не только на развитие науки об электричестве, но и на всю историю человеческой цивилизации. Вольтов столб возвестил о наступлении новой эпохи – эпохи электричества.

В. В. Петров.

один из первых русских исследователей в области электротехники. Создал (1802) крупнейшую по тому времени гальваническую батарею, так называемый вольтов столб, из 2100 медно-цинковых элементов, с помощью которой открыл явление электрической дуги; указал на возможности её практического применения (освещение, электроплавление, электросварка металлов и восстановление металлов из их окислов). П. установил зависимость силы постоянного тока от площади поперечного сечения проводника; широко применял параллельное соединение электрических цепей. Проводил исследования химического действия тока и измерял электропроводность различных веществ; предложил покрывать изоляцией электрические проводники. Изучал явление электрического разряда в вакууме, исследовал явление люминесценции. Создал оригинальные электрические приборы для изучения электрических явлений в различных газовых средах. Исследования П. положили начало работам по практическому применению электричества.

Открытие основных законов электротехники.

Закон Ома.

I=U|R

Георг Ом открывал этот закон на своих предыдущих ошибках. И его долго не признавал научный мир.

Закон Джоуля - Ленца.

физический закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока. Установлен в 1841 году Джеймсом Джоулем и независимо от него в 1842 году Эмилием Ленцем

Закон Кирхгофа

Кирхгоф, будучи прекрасным знатоком математики, обладал в то же время редким умением плодотворно прилагать эти знания к труднейшим вопросам математической физики, в области которой преимущественно работал. Уже первые его работы о распространении электричества по пластинкам (1845—1847) послужили исходным пунктом для множества работ других учёных. Целый ряд последующих работ по электричеству был посвящён вопросам о распределении электричества на проводниках, о разряде конденсаторов, о течении электричества по подводным кабелям и т. д.; особенно важна работа об индукции токов (1849), содержащая описание способа определения электрического сопротивления проводников в абсолютной мере, и два больших мемуара об индуктированном магнетизме (1853 и 1876

Первый закон

 

Второй закон.

для постоянных напряжений

для переменных напряжений

 

ЗАКОН ЛЕНЦА - основное правило, охватывающее все случаи электромагнитной индукции и позволяющее установить направление возникающей э.д.с. индукции.

Согласно закону Ленца это направление во всех случаях таково, что ток, созданный возникшей э.д.с., препятствует тем изменениям, которые вызвали появление э.д.с. индукции. Этот закон является качественной формулировкой закона сохранения энергии в применении к электромагнитной индукции.

ЗАКОН ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ, закон Фарадея – закон, устанавливающий взаимосвязь между магнитными и электрическими явлениями. ЭДС электромагнитной индукции в контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром. Величина ЭДС поля зависит от скорости изменения магнитного потока.

ЗАКОНЫ ФАРАДЕЯ (по имени английского физика М.Фарадея (1791-1867)) – основные законы электролиза.

Устанавливают взаимосвязь между количеством электричества, проходящего через электропроводящий раствор (электролит), и количеством вещества, выделяющегося на электродах.

При пропускании через электролит постоянного тока I в течение секунды q = It, m = kIt.

Второй закон ФАРАДЕЯ: электрохимические эквиваленты элементов прямо пропорциональны их химическим эквивалентам.