Как ученые справлялись с проблемами электроники до законов Кирхгофа и Ома?


15

Оба физика разработали действительно мощные законы, которые до сих пор управляют электронным поведением цепей.

Они помогают нам каждый день решать проблемы, вычислять переменные цепи ... но как инженеры делали это до того, как были обнаружены указанные законы?

Если бы до этого использовались альтернативные законы, которые не были бы приняты в настоящее время, означает ли это, что исследование, проведенное до открытия законов, было неверным? Сами Кирхгоф и Ом полагались на неправильные теории, чтобы создать «хорошую»?


8
Тогда очень мало электротехники. Подумайте об экспериментах с развлечением богатых с помощью движения ног мертвых лягушек с использованием внешних батарей / нагромождений.
Винни

21
Тогда не было «проблем с электроникой», поскольку целое поле не существовало до тех пор, пока не были выяснены основы.
PlasmaHH

5
Эти «законы» не «управляют электронным поведением цепей», они описывают это поведение.
Brhans

Ответы:


43

Это немного походит на вопрос, как ацтеки строили машины без колеса: они этого не делали.

В начале 1800-х годов ученые создали цепочку изобретений, строящих друг друга на работе. До этого существовала только электростатика: Бенджамин Франклин стряхивал изоляторы и замечал, что заряженные объекты притягивают и отталкивают. Лейден баночки.

В 1800 году Вольта изобрел аккумулятор или «стопку». Это позволило провести эксперименты с постоянным источником, а не с эфемерным электростатическим разрядом. Это привело к тому, что Дэви изобрел дуговую лампу, а Ом в 1827 году измерил это электричество. Затем работы Фарадея по электромагнетизму, позволяющие генераторы, динамо и моторы.

Инженеры, превратившие его в «продукт», пришли позже. Свон и Эдисон оба изобрели лампочку; Эдисон, Тесла и Вестингауз боролись за распространение.

Если бы до этого использовались альтернативные законы, которые не были бы приняты в настоящее время, означает ли это, что исследование, проведенное до открытия законов, было неверным? Сами Кирхгоф и Ом полагались на неправильные теории, чтобы создать «хорошую»?

Здесь есть небольшое обсуждение Кирхгофа и Ома .

Законы Кирхгофа вытекали из применения закона Ома, но способ, которым он смог обобщить результаты, показал большие математические навыки. На этом этапе Кирхгоф не знал, что аналогия Ома между потоком тепла и потоком электричества, который сформировал общепринятое понимание электрических токов в то время, привела к неправильному пониманию электрических токов. Поскольку в теле при одинаковой температуре не было тепла, считалось, что в проводнике может существовать статический ток. Работа Кирхгофа через пару лет приведет к тому, что он осознает эту ошибку и даст правильное понимание того, как теория электрических токов и электростатика должны сочетаться.

Что говорит о том, что ответ был да - люди в некоторой степени строили неверную теорию. В случае Ома он строил работу Фурье по теплопроводности. Электропроводность похожа, но не совсем одинакова.

Нет ничего в таком масштабе, как "флогистон" в химии - противоречивая популярная теория, которая в конечном итоге оказалась неверной.


6

До того, как использовались трубки или полупроводники, науки об электронике не было, существовала только наука о электричестве.

Когда Георг Саймон Ом открыл законы электрического сопротивления, ему потребовались источники напряжения с постоянным напряжением, не зависящим от тока нагрузки. Сначала он попробовал гальванические элементы, но их внутреннее сопротивление было слишком высоким, а напряжение не постоянным. Вместо этого он использовал термоэлементы и постоянные температуры ледяной воды и кипящей воды. Для разных напряжений он использовал последовательные соединения нескольких термоэлементов. Очень примечательно, что Ому удалось найти закон, используя такие низкие напряжения. Он сам сконструировал и построил необходимый измеритель тока. Входное сопротивление многих измерителей тока, используемых сегодня, было бы слишком высоким для таких измерений. У Ома были замечательные экспериментальные навыки в проведении его исследований только с использованием термоэлементов, средняя ошибка его измерений составляла менее 1%.


Я подвергаю сомнению ваше начальное утверждение. Примечание для тех, кто пометил этот ответ: тот факт, что ответ может быть неправильным, не означает его удаление, используйте для этого кнопки голосования.
всплеск напряжения

5

Кирхгоф и Ом были в авангарде развивающейся науки. Их «Законы» были результатом попытки систематизировать то, что они наблюдали.

Как только они смогли что-то измерить, ток, отклонив стрелку компаса с помощью катушки с проводом, напряжение, подсчитав, сколько батарей у них было последовательно, сопротивление, используя длины проводов данного поперечного сечения, они заметили, что определенные значения всегда были в постоянное соотношение. Остальное, как говорится, является частью истории науки.


Ом не использовал батареи для измерения, напряжение гальванических элементов, которые он пробовал, не было постоянным для точного измерения.
Уве

Я не историк, поэтому я был бы признателен , если бы вы могли бы сказать , что он сделал использовать, а не то , что он не сделал. Википедия говорит, что он использовал новую электрохимическую ячейку, изобретенную Алессандро Вольта, которая, насколько я могу видеть из его записи в вики, была пачкой медных и цинковых электродов, смоченных серной кислотой. Две пластины и один разделитель вполне можно назвать ячейкой, но их стопку обычно называют батареей. Разве вы не проводите различие о том, было ли напряжение постоянным? Которого нет в современных батареях (кроме Вестона).
Neil_UK

1
Сначала он попробовал батареи, но их напряжение не было постоянным под нагрузкой. Затем он использовал термоэлементы, хранящиеся в ледяной воде и кипящей воде. Он варьировал напряжение по количеству последовательно соединенных термоэлементов и измерял только ток. Не нужно было измерять напряжение, внутреннее сопротивление термоэлементов было намного ниже, чем сопротивление нагрузки.
Уве
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.