Як вчені вирішували проблеми електроніки перед законами Кірхгофа та Ома?


15

Обидва фізики розробили дійсно потужні закони, які й донині керують електронною поведінкою мікросхем.

Вони допомагають нам щодня вирішувати проблеми, розраховувати змінні ланцюга ... але як це зробили інженери ще до того, як були виявлені зазначені закони?

Якщо альтернативні закони, які сьогодні не приймалися б до цього, чи означає це, що дослідження, проведені до відкриття законів, були помилковими? Чи покладалися Кірхгофф та Ом на помилкові теорії, щоб створити «хорошу»?


8
Тоді дуже мало електротехніки. Подумайте про експерименти, розважаючи багатих з тим, щоб змусити ноги мертвих жаб рухатися за допомогою зовнішніх батарей / паль напруги.
Вінні

21
Тоді не було жодних «проблем з електронікою», оскільки все поле існувало до того моменту, як з'ясували основи.
ПлазмаHH

5
Ці "закони" не "керують електронною поведінкою мікросхем", вони описують цю поведінку.
брхани

Відповіді:


43

Це трохи схоже на запитання, як ацтеки будували машини без колеса: вони цього не зробили.

Вчені були створені ланцюжком винаходів на початку 1800-х років, будуючи роботу один з одним. До цього були лише електростатики: Бенджамін Франклін розтирав ізолятори і зазначав, що заряджені предмети притягують і відштовхують. Банки Лейдена.

У 1800 р. Вольта винайшов батарею або "купу". Це дозволило експериментувати з постійним джерелом, а не ефемерним електростатичним розрядом. Це призвело до того, що Деві винайшов дугову лампу, а Ом у 1827 році кількісно визначив цю електрику. Тоді Фарадей працював над електромагнетизмом, дозволяючи генераторам, динамо і моторам.

Інженери, що перетворили його на "продукт", прийшли пізніше. Лебедь та Едісон винайшли лампочку; Едісон, Тесла та Вестінгхаус боролися за розповсюдження.

Якщо альтернативні закони, які сьогодні не приймалися б до цього, чи означає це, що дослідження, проведені до відкриття законів, були помилковими? Чи покладалися Кірхгофф та Ом на помилкові теорії, щоб створити «хорошу»?

Тут є невелика дискусія про Кірхоффа та Ома .

Закони Кірхгофа випливали із застосування закону Ома, але спосіб, яким він зміг узагальнити результати, показав чудові математичні навички. На цьому етапі Кірхгофф не усвідомлював, що аналогія Ома між потоком тепла і потоком електрики, що формувало прийняте в той час розуміння електричних струмів, призвело до неправильного розуміння електричних струмів. Оскільки в тіло при рівномірній температурі не надходило тепла, вважалося, що в провіднику може існувати статичний струм. Робота Кірхгофа через кілька років призведе до того, що він зрозумів цю помилку і дав би правильне розуміння того, як слід поєднувати теорію електричних струмів та електростатики.

Що говорить про те, що відповідь була так - люди певною мірою будували неправильну теорію. У випадку з Омом він будував роботу Фур'є з теплопровідності. Електрична провідність схожа, але не зовсім однакова.

Немає нічого такого масштабу, що "флогістон" був у хімії - суперечлива популярна теорія, яка в кінцевому підсумку виявилася помилковою.


6

До використання трубок або напівпровідників не було науки про електроніку, існувала лише електрична наука.

Коли Георг Саймон Ом відкрив закони електричного опору, йому потрібні були джерела напруги з постійною напругою, незалежною від струму навантаження. Він спробував спочатку гальванічні елементи, але їх внутрішній опір був занадто високим, а напруга - незмінною. Натомість він використовував термоелементи та постійні температури крижаної води та окропу. Для різних напруг він використовував послідовні з'єднання декількох термоелементів. Дуже примітно, що Ом зміг знайти закон, використовуючи такі низькі напруги. Він сконструював і побудував необхідний лічильник струму самостійно. Вхідний опір багатьох діючих лічильників струму, що використовуються сьогодні, був би занадто високим для таких вимірювань. Ом мав дуже чудові експериментальні здібності виконувати свої дослідження лише з термолементами, середня похибка його вимірювань становила менше 1%.


Я ставлю під сумнів ваше начальне твердження. Зауважте, хто не позначив цю відповідь: лише тому, що відповідь може бути неправильною, це не може її видалити, використовуйте для цього кнопки голосування.
Спайк напруги

5

Кірхофф і Ом опинилися в авангарді науки, що розвивається. Їх "Закони" були результатом спроб систематизувати те, що вони спостерігали.

Як тільки вони могли щось виміряти, струм, відхиливши голку компаса з котушкою дроту, напруга, порахувавши, скільки батарей у них було в серії, опір, використовуючи довжини дроту заданого перерізу, вони помітили, що певні значення завжди були в постійне відношення. Решта, як то кажуть, є частиною історії науки.


Ом не використовував батареї для вимірювання, напруга гальванічних елементів, які він намагався, не були постійними для точного вимірювання.
Уве

Я не історик, тому я був би вдячний , якби ви могли б сказати , що він зробив використовувати, а не те , що він не зробив. У Вікіпедії йдеться, що він використав новий електрохімічний елемент, винайдений Алессандро Вольтою, який, наскільки я можу побачити з його запису у вікі, являв собою групу мідних та цинкових електродів, змочених сірчаною кислотою. Дві пластини та один сепаратор цілком можна назвати осередком, але стопка їх зазвичай називається акумулятором. Якщо ви не намалюєте, чи була напруга постійною? Якого немає в сучасних акумуляторах (крім Weston).
Neil_UK

1
Спробував спершу батареї, але напруга їх не було постійною при навантаженні. Потім він використовував термоелементи, що зберігаються у крижаній та окропі. Він змінював напругу за кількістю термоелементів послідовно і вимірював лише струм. Вимірювати напругу не потрібно було, внутрішній опір термоелементів був значно нижчим, ніж опір навантаження.
Уве
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.