ZVOLTE CÍLOVOU SKUPINU pro přehlednější zobrazení.

    Expozice

    Garant: 
    Bc. Kristýna Nová
    Anotace pro veřejnost: 
    U tohoto exponátu si můžete pohrát s elektrickým obvodem. Hravou formou zjistíte, jak spolu souvisí proud a napětí a co se stane, když elektrický obvod začne klást velký odpor.
    Anotace pro 2. stupeň ZŠ: 
    Na tomto exponátu si mohou studenti prakticky vyzkoušet Ohmův zákon. Znají-li jeho matematickou formulaci, mohou si vyzkoušet dosáhnout určitých hodnot proudu pomocí vhodné volby napětí a odporu.
    Anotace pro SŠ: 
    Na tomto exponátu si mohou studenti prakticky vyzkoušet Ohmův zákon. Znají-li jeho matematickou formulaci, mohou si vyzkoušet dosáhnout určitých hodnot proudu pomocí vhodné volby napětí a odporu.

    Věda a technika v pozadí

    Zákon pojmenovaný po svém objeviteli, německém fyzikovi Georgu Simonu Ohmovi, představuje závislost elektrického proudu na napětí.

    Historie

    Hledání závislosti proudu na odporu v jednoduchém obvodu s kovovými vodiči nebylo na počátku 19. století nijak snadné. Jako zdroje napětí tu byly Voltovy články, zvyšování napětí se provádělo sériovým zapojováním většího počtu, což však mělo za následek i změnu velikosti vnitřního odporu obvodu. Nebyl také k dispozici dostatečně citlivý ampérmetr. S oběma problémy si Georg Simon Ohm při hledání zákonitostí v jednoduchém elektrickém obvodu skvěle poradil.


    George Simon Ohm.
    Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.

    Klíčový pokus, z něhož dnes tak všední a jednoduchá závislost vzešla, provedl s aparaturou tak, aby nulová poloha magnetky byla rovnoběžně s mosazným vodičem, jehož délku v obvodu mohl měnit od 5 cm do 325 cm. Znal již výsledky pokusů Oerstedových o účincích proudu na magnetku a znal i Coulombovu aparaturu. Procházející proud vyvolal magnetickou sílu, která vychylovala magnetku proti síle kroutící se struny. Úhel vychýlení magnetky byl závislou proměnnou při měření. Při formulaci vztahu mezi napětím a proudem dospěl nejprve k nesprávným závěrům. Na doporučení Johanna Christiana Poggendorffa použil jako zdroje napětí termočlánek založený na Seebeckově jevu. Skládal se z měděného a vizmutového vodiče, jeden spoj byl ponořený do směsi ledu a vody a druhý do vroucí vody. Teplotní spád přibližně 100 °C poskytoval dostatečně konstantní elektromotorické napětí. Do obvodu postupně zařazoval vodiče z různých kovů, různých délek a průřezů a magnetické působení protékajícího proudu měřil z velikosti úhlu natočení zavěšené magnetky.

    Teorie

    Vlastnosti kovového vodiče jako části elektrického obvodu můžeme určit tak, že vodič připevníme mezi svorky a ponoříme ho do chladící kapaliny. Připojeným voltmetrem a ampérmetrem pak naměříme hodnoty napětí a proudu. Hodnoty vyneseme do grafu, získáme tzv. volt–ampérovou charakteristiku. Při stálé teplotě je voltampérovou charakteristikou drátů z jednotlivých kovů přímka, tzn. že proud je přímo úměrný napětí mezi konci vodiče. 


    Volt-ampérová charakteristika.
    Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

    Tento poznatek objevil již v roce 1826 německý fyzik Georg Ohm. Na jeho počest se tento zákon nazývá Ohmův. 

     

    Ohmův zákon: Proud I, který prochází vodičem se stálým odporem R je přímo úměrný napětí U mezi konci vodiče

    Pomocí tohoto vztahu můžeme odvodit jednotku elektrického odporu jeden ohm: Je to odpor vodiče, v němž stálé napětí jeden volt mezi konci vodiče vyvolá proud jeden ampér.

    Zajímavost z historie:
    Ohmův zákon byl jedním z nejdiskutovanějších a nejvíce zpochybňovaných zákonů. Ještě v roce 1876 (padesát let po publikování objevu), tedy po zásadních objevech Jamese Maxwella a dlouho po Ohmově smrti, byla v Anglii vytvořena vědecká komise, která měla přezkoumat správnost Ohmovy formulace. Po několika zasedáních potvrdila, že zákon je platný. Největšího ocenění se tak Georgu Simonu Ohmovi dostalo až třicet let po smrti. Na mezinárodním kongresu fyziků v roce 1881 v Paříži bylo rozhodnuto, že jednotka elektrického odporu se bude nazývat ohm. 

    Odborné dotazy

    Rezervace a nákup vstupenek

    Recepce

    Poradíme Vám s objednáním a nákupem vstupenek.