在基尔霍夫和欧姆定律之前,科学家是如何处理电子问题的?

电器工程 欧姆定律 基尔霍夫定律 物理 历史
2022-01-13 16:28:12

两位物理学家都制定了非常强大的定律,如今这些定律仍然统治着电路的电子行为。

这些帮助我们每天解决问题,计算电路变量……但是在发现上述定律之前,工程师是如何做到的呢?

如果在此之前使用现在不被接受的替代法律,这是否意味着直到发现法律之前所做的研究是错误的?基尔霍夫和欧姆自己是否依靠错误的理论来创造“好的理论”?

3个回答

这有点像问阿兹特克人如何制造没有轮子的汽车:他们没有。

在 1800 年代初期,科学家们在彼此的工作基础上进行了一系列发明。在此之前只有静电:本杰明富兰克林将绝缘体摩擦在一起并注意到带电物体吸引和排斥。莱顿罐。

1800 年,伏打发明了电池或“电堆”。这允许使用恒定源而不是短暂的静电放电进行实验。这导致戴维发明了弧光灯,而欧姆在 1827 年对这种电进行了量化。然后是法拉第在电磁学方面的工作,允许发电机、发电机和电动机。

后来工程师把它变成了“产品”。斯旺和爱迪生都发明了灯泡。爱迪生、特斯拉和西屋公司争夺分销权。

如果在此之前使用现在不被接受的替代法律,这是否意味着直到发现法律之前所做的研究是错误的?基尔霍夫和欧姆自己是否依靠错误的理论来创造“好的理论”?

这里有一些关于 Kirchoff 和 Ohm的讨论。

基尔霍夫定律源于应用欧姆定律,但他能够概括结果的方式显示出出色的数学技能。在这个阶段,基尔霍夫并没有意识到,欧姆将热流与电流的类比,形成了当时对电流的公认理解,导致了对电流的错误理解。由于在均匀温度下没有热量在体内流动,因此认为导体中可能存在静态电流。几年后,基尔霍夫的工作将导致他认识到这个错误,并正确理解电流和静电理论应该如何结合。

这表明答案是肯定的——人们在某种程度上建立了不正确的理论。就欧姆而言,他正在建立傅立叶关于热传导的工作。导电性相似但不完全相同。

化学中的“燃素”没有任何规模——这是一个有争议的流行理论,最终被证明是错误的。

在使用电子管或半导体之前,没有电子科学,只有电子科学存在。

当 Georg Simon Ohm 发现电阻定律时,他需要具有独立于负载电流的恒定电压的电压源。他首先尝试了原电池,但它们的内阻太高,电压不恒定。他改用热电偶以及冰水和沸水的恒定温度。对于不同的电压,他使用了几个热电偶的串联连接。非常了不起的是,欧姆能够使用如此低的电压找到规律。他自己建造并制造了必要的电流表。今天使用的许多电流表的输入电阻对于此类测量来说太高了。Ohm 在仅用热电偶进行研究时具有非常出色的实验技巧,他的测量平均误差小于 1%。

基尔霍夫和欧姆是发展中科学的先锋。他们的“法则”是试图将他们观察到的东西系统化的结果。

一旦他们可以测量某些东西,通过用一圈导线偏转罗盘指针来测量电流,通过计算串联的电池数量来测量电压,通过使用给定横截面的导线长度来测量电阻,他们注意到某些值总是在恒定比率。其余的,正如他们所说,是科学史的一部分。