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1、欧姆和欧姆定律欧姆（Georg Simon Ohm，17871854），德国物理学家。他首先发现了反映电流强度、电压、电阻三者关系的欧姆定律，即通过导体的电流与加在导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。欧姆定律的发现，使电路理论成为一门精确的科学，也为电学的研究开拓了一条新的光明大道。欧姆1787年3月16日出生于德国巴伐利亚州的埃尔兰根。欧姆家有7个孩子，他是老大，他的父亲是一位技术精湛的锁匠，爱好哲学和数学，满心希望自己的孩子能受到科学教育。欧姆就在父亲的影响下，从小学习数学，同时也帮助父亲做点修锁之类的技术活，这些都为他后来搞科学实验打下了基础。欧姆曾在埃尔兰根大学求学，由于经济困难
2、，于1806年中途辍学，去外地当家庭教师。当他攒了一些学费后，又于1811年重返埃尔兰根大学并取得博士学位。之后留校任教，教了三个学期的数学，因收入不多，不得不去班堡中等学校教书。1817年他出版了第一本著作几何教科书，随后被科隆的耶稣会学院聘为数学、物理教师。欧姆的奋斗目标是当大学教授。为此，他必须做出一些重要的研究成果，他开始钻研电流新领域，并自己动手制作仪器。1825年发表了一篇有关电路的论文，但其中的公式是错误的。第二年他又改正了这个错误，得出了著名的欧姆定律，并在1827年发表的伽伐尼电路的数学论述中向世人公布了这一研究成果。但是，欧姆的研究成果并没有引起科学界的重视，甚至有些人还对
3、他进行抨击，认为一名普通的教师不可能有什么重要发现，把他的论文说成是纯属空洞的臆造，毫无观测事实的根据。欧姆非常失望，在贫困和愤世不公的感慨中过了整整6年。随着研究电路工作的进展，人们逐渐认识到欧姆定律的重要性和科学性，欧姆本人的声誉也大大提高。1833年，欧姆被聘为纽伦堡工艺学校物理教授。1841年英国皇家学会授与他科普利奖章，并于1842年吸收他为会员。1849年他自己的祖国也给予了他荣誉，慕尼黑大学聘任他为教授。他在晚年还写了光学方面的教科书。1854年7月6日，欧姆在德国曼纳希逝世。为了纪念欧姆为电学发展做出的重大贡献，后人将电阻的单位规定为欧姆。自从意大利物理学家伏打于1800年发明
4、了世界上第一个直流电源-伏打电堆后，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，法国物理学家安培等人对电磁学的理论研究又取得了丰硕的成果。一时间，电磁学的发展出现了突飞猛进的局面，众多的科学家从各个角度对电磁学进行着探索和研究。欧姆也对电学研究产生了浓厚的兴趣。然而他只是一名普通的中学物理教师，没有资料，没有资金，也没有志同道合的同行交流经验。不过，欧姆从小受父亲的影响，耳德目染，他有很强的动手能力，自己制作了许多实验仪器。电流是个令人捉摸不透的东西，看不见，摸不着，从什么地方下手来研究它呢？欧姆注意到，电流在电线里流动的过程，就像热的传递过程一样，它的能力在不断地衰减，说明电线对电流有一种消耗作用
5、。当时还没有人对这一问题做过深入的研究。于是，他决定研究电流在导体中流动的有关问题，看看导体对电流是怎样消耗的。要研究电流，首先必须有检验电流的仪器。开始，欧姆利用电流的热效应，用热胀冷缩的方法来测量电流强度。但这种方法很难取得精确的结果。欧姆认真研究了奥斯特、安培等人的科研成果，利用电流的磁效应，创造性地将它们与库仑扭秤法结合起来，设计了一种检验电流强度的仪器。他的设计是这样的：将一根磁针的中点用一段扭丝（即有弹性的金属丝）悬挂起来，使磁针平行地位于通电导线的上方，通电后，电流产生磁场使磁针扭转，由于扭丝的扭力阻碍磁针的偏转，那么，从磁针扭转的角度就能检验出电流强度的大小。有了电流检验器，欧
6、姆又开始思考导体的问题。在这之前，欧姆经过粗略地实验，已知道不同材料制成的导体的导电率（导电率的倒数即我们现在所说的电阻）是不同的。要想准确、定量地测量出哪种导体的导电率，就必须对导体的粗细、长短等加以限制。就像要比较不同物质的密度，就必须取相同体积的物质来称量它们的质量一样。于是，欧姆自己动手，用敲打、拉伸等办法，制成了各种规格的不同材料的导体。有相同直径相同长度的；有相同直径不同长度的；还有相同长度不相同直径的等等。欧姆把这些导线分别接在伏打电难上，再用他的电流扭秤来检验。通过对大量的实验数据的比较，他总结出：用同种材料制成的导线，导线越长、越细，对电流的传导率越差；相反，导线越短、越粗，
7、导电能力就越强。他还发现，银的导电率在诸多金属中最好。尽管取得了以上成果，欧姆仍然不满意，因为他所用的电源-伏打电堆的电极很容易极化，而且电流的输出很不稳定。电流输出不稳定，说明电源的电压有波动（欧姆称为力的波动），这使得他无法找出精确的规律。正在欧姆十分苦闷的时候，一位朋友向他介绍了塞贝尔发现的温差电池。原来，1822年塞贝尔发现，把两根不同的金属的两端分别扭接起来，用火来烧其中的一个接点能产生电流，而且两接点的温差越大，电流越强，只要温差稳定，发出的电流就稳定。欧姆听完朋友的介绍后非常高兴，他又找到了希望。没有现成的温差电池，但是清楚了它的原理，他便自己动手开始制作。他找了两个锡制的容器，
8、一个盛满沸水（100C），另一个盛冰水混合物（OC）。将一根秘金属条与铜条用铜螺丝固定在一起，一个接点放在沸水中，另一个接点放进冰水混合物中。温差电池就这样制成了。欧姆用电流扭秤一测，果然发现这个电池的电压比较稳定。有了稳定的电源，又有能准确测量电流强度的扭秤，欧姆现在可以大显身手进行测量了。他将8根粗细相同、长度成倍数增加的铜导线分别接入电路，认真记下每一次测量所得到的电流强度的数值。他于1826年1月8日、11日、15目共进行了5次实验，得到了一大堆数据，他把这些数据填在表格中。我们知道，测量是有误差的，要想从一堆数据中找出从未知道的规律并不是一件容易的事。欧姆面对表格里这一组组数据，反复
9、思索，反复琢磨，反复演算，用严谨的态度、科学的手段对这些数字进行整理。经过认真细致地计算，欧姆终于得出了以下结论：syES表示电流强度，E表示电压，y表示导电率（其倒数即为电阻）。这就是著名的欧姆定律。现在的表述为：通过导体的电流与加在导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。表达式为I=U/R式中，I为电流强度，U为电压，R为电阻。1827年，欧姆发表论文伽代尼电路的数学论述，向外界公布了他的发现。欧姆定律的发现，为电路研究开拓了一条光明大道，使电路理论成为一门精确的科学。欧姆为了研究电路的规律而引入的电动势（电压）、电流强度和导电率（电阻）等概念，一直沿用到今天，为电学的研究起到了重大的推动作用。