โอห์ม ชายผู้ค้นพบความต้านทานไฟฟ้า...
Cr. Wikipedia
ปฏิเสธไม่ได้เลยว่าไฟฟ้ามีความสำคัญและจำเป็นกับชีวิตประจำวันของเรา ในปัจจุบันเราทราบกันดีว่าไฟฟ้าสามารถเปลี่ยนไปเป็นพลังงานความร้อน และ แสงสว่าง หรือ ใช้ประโยชน์กับเครื่องใช้ไฟฟ้าทั่วๆไป
ที่ใดที่มี "ความต้านทานไฟฟ้า" ที่นั้นจะสามารถสร้างความร้อนได้ ปรากฏการณ์นี้รู้จักกันมาหลายร้อยปีแล้ว แต่ในสมัยก่อนนั้นไม่มีใครที่สามารถอธิบายที่มาของมันได้ และผู้ที่ทำสำเร็จก็คือ เกออร์ค ซีม็อน โอห์ม (Georg Simon Ohm)
เกออร์ค ซีม็อน โอห์ม เกิดเมื่อวันที่ 16 มีนาคม ค.ศ. 1787 ที่เมืองแอร์ลังเงิน(ปัจจุบันอยู่ทางตะวันตกเฉียงใต้ของประเทศเยอรมนี) พ่อของเขาเป็นคนที่สนใจในด้านฟิสิกส์ และ คณิตศาสตร์ และได้ถ่ายทอดวิชาให้กับ โอห์ม ตั้งแต่ยังเด็ก
ในวัย 16 ปีเขาได้เข้าเรียนในมหาวิทยาลัยประจำเมืองและได้ศึกษา คณิตศาสตร์ ฟิสิกส์ และ ปรัชญา หลังจากเรียนได้ 1 ปี โอห์มก็มีปัญหาด้านการเงินทำให้ต้องยุติการเรียน และได้ไปสอนหนังสือที่สวิสเซอร์แลนด์ ผ่านไปหลายปีเขาก็กลับมาและเข้าเรียนจนถึงปริญญาเอกโดยผู้บริหารมหาวิทยาลัยอนุมัติให้เขาจบการศึกษาโดยไม่ต้องเขียนวิทยานิพนธ์
ปี 1817 เขาได้ไปเป็นอาจารย์ในมหาวิทยาลัยในเมืองโคโลญที่มีชื่อเสียงด้านห้องทดลองฟิสิกส์ที่มีเครื่องมือทันสมัยในขณะนั้น
ในปี 1800 อาเลสซานโดร โวลตา (Alessandro Volta) นักฟิสิกส์ชาวอิตาลีได้ประดิษฐ์ "แบทเตอรี่" ถือเป็นครั้งแรกที่เราสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ ถือเป็นจุดเริ่มต้นในการศึกษาไฟฟ้า
ในปี 1820 โอฮ์มได้เริ่มการทดลองครั้งแรกในห้องทดลองฟิสิกส์ในมหาลัยที่เขาสอน นักวิทยาศาสตร์ตอนนั้นยังเชื่อว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าในแบทเตอรี่กับปริมาณไฟฟ้าที่ไหลผ่านลวดเป็นสิ่งที่ไม่เกี่ยวข้องกัน ตรงกันข้ามกัน โอฮ์มเชื่อว่าสองสิ่งนี้เชื่อมโยงกันตามหลักฟิสิกส์ข้อเดียวกัน
เพื่อทดสอบสมมุติฐานของเขา เขาปล่อยกระแสไฟฟ้าผ่านลวดโลหะหลายชนิด เขาวัดค่าการนำไฟฟ้าของโลหะเหล่านั้นโดยการใช้เครื่องวัดกระแสไฟฟ้าในยุคแรก (จะใช้เข็มแม่เหล็กเป็นตัววัด ถ้าความเข้มข้นกระแสไฟฟ้ามากเข็มก็จะกระดิกมาก)
เขาทดลองทั้งลวดหนาและบาง ทั้ง ทองแดง เงิน ทองเหลือง และโลหะอื่น ๆ ในตอนแรกเขาเขาไม่สามารถพิสูจน์หาความเชื่อมโยงสมุติฐานได้ เหตุผลก็คือแบตเตอรี่ในยุคแรกนั้นเมื่อต่อกับลวดที่หนาเกินไปจะไม่สามารถเห็นผลลัพธ์ได้
โอห์มได้พัฒนาอุปกรณ์ขึ้นมาใหม่ และครั้งนี้ก็บรรลุผล สิ่งที่เขาสันนิษฐานก็เป็นจริงเขาพบว่า "กระแสไฟฟ้าไหลผ่านลวดหนามากกว่าลวดบาง และ "ลวดสั้นจะนำไฟฟ้าได้มากกว่าลวดยาว" และเขาก็ได้ค้นพบว่าโ,หะแต่ละชนิดนำไฟฟ้าได้ต่างกัน
คุณสมบัติในการดูดซับไฟฟ้ามากกว่าการถ่ายโอน โอห์มเรียกมันว่า "ความต้านทาน" ความต้านทานนี้จะทำให้โลหะที่ถูกเหนี่ยวนำนั้นร้อนขึ้น ผลมาจากอิเล็กตรอนที่วิ่งผ่านโลหะไปชนกับอะตอมของโลหะ ยิ่งปะทะกันมากเท่าไร อะตอมก็ยิ่งผ่านไปได้น้อย (ถือว่าโลหะนั้นมีความต้านทานสูง) การปะทะแต่ละครั้งทำให้อิเล็กตรอนวิ่งช้าลง และเกิดการศูนย์เสียพลังงานในรูปแบบของความร้อน
การปะทะกันของอิเล็กตรอนและอะตอมของโลหะ
สูตรทางคณิตศาสตร์ โอห์มได้มาจากการจดข้อมูลทุกอย่างที่ได้ทดลองลงสมุดของเขา ไม่ว่าจะเป็น ความยาว เส้นผ่านศูนย์กลาง และชนิดโลหะที่ใช้ หลายปีที่เขาใช้เวลาในการรวบรวมข้อมูลจนสามารถสร้างความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์และสร้างเป็นสูตร
เขาพบว่าอัตราส่วนของปริมาณไฟฟ้ากับแรงเคลื่อนไฟฟ้า ในโลหะแต่ละชนิดจะมีค่าคงที่ และค่าคงที่นี้เองที่เรียกว่า "ความต้านทานไฟฟ้า" ทุกวันนี้สูตรที่เขาค้นพบเป็นที่คุ้นเคยของใครหลายคน เรียกว่า "กฎของโอห์ม" นั้นก็คือ แรงเคลื่อนไฟฟ้า (ศักย์ไฟฟ้า) เท่ากับ ปริมาณไฟฟ้า (กระแสไฟฟ้า) คูณด้วยความต้านทานไฟฟ้า (สูตรก็คือ : V=IR)
กฎของโอห์ม
เปรียบเทียบให้เห็นภาพง่ายๆ โดยให้ลวดเป็นท่อ กระแสไฟฟ้าเป็นน้ำในท่อ แรงดันน้ำคือความต่างศักย์ไฟฟ้า และ ตะกรันในท่อน้ำเป็นความต้านทาน
ท่อที่มีความกว้าง (ลวดหนา) น้ำไหลผ่านได้มากขึ้นอิเล็กตรอนก็เช่นกัน ในทางตรงข้าม แรงดันน้ำที่ต่ำ (ความต่างศักย์ไฟฟ้าต่ำ) ก็จะทำให้น้ำไหลช้าลงอิเล็กตรอนก็เป็นเช่นนั้น ส่งผลให้กระแสไฟฟ้าลดลง ในขณะเดียวกัน ความต้านทานไฟฟ้าจะเปรียบได้กับตะกรันในท่อซึ่งมันจะกันให้น้ำไหลช้าลง ถ้าตะกรันในท่อมีเยอะ ความต้านทางก็มีเยอะกระแสไฟฟ้าก็ผ่านได้น้อย
ปี 1826 โอห์ม ได้ตีพิมพ์ผลงานชื่อ "Bestimmung des Gesetzes nach Welohem die Metalle die Kontaktee" หรือ การทดสอบวงจรไฟฟ้าด้วยหลักการทางคณิตศาสตร์
ในช่วงแรกก็ไม่มีใครยอมรับในทฤษฎีของเขาและค่อยๆ ถูกลืม หลายปีต่อมาเขาก็ได้มีชื่อเสียงในเยอรมันนี อังกฤษ และฝรั่งเศส เนื่องจากได้ทราบความสำเร็จของเขา
ปี 1841 ราชสมาคมแห่งลอนดอนได้มอบเหรียญรางวัลค็อปลีย์ (Copley Medal) ให้แก่เขา ซึ่งเทียบได้กับรางวัลโนเบลในปัจจุบัน ในฐานะที่เขาเป็นคนแรกที่ค้นพบกฎซึ่งมีสาระสำคัญอย่างยิ่งต่อวิชาไฟฟ้ากระแส
การค้นพบของโอห์มไม่ได้จำกัดอยู่แต่เรื่องไฟฟ้า แต่ยังมีเรื่อง "เสียง" ที่เขาได้เขียนบทความชื่อ บทความของเสียง ซึ่งเป็นครั้งแรกที่อธิบายว่า เสียงดนตรีหนึ่งตัวโน๊ตจะมีลักษณะรูปคลื่นเป็นคลื่นไซน์ (Sine) และลักษณะของเสียงอื่นๆก็เกิดจากการรวมตัวกันของคลื่นไซน์นี้ ถือว่าโอห์มคือบิดาของระบบเสียงสมัยใหม่
ปี 1850 โอห์ม ได้ทำงานอยู่ที่มหาวิทยาลัยมิวนิก เขาได้รับการแต่งตั้งเป็นศาสตราจารย์ด้านคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ และ 4 ปีต่อมาเขาได้เสียชีวิตในเกือนกรกฎาคม ปี 1854 ในวัย 67 ปี
หลายปีหลังการเสียชีวิต โอห์มได้รับการยกย่องในทางวิทยาศาสตร์ หน่วยของความต้านทานไฟฟ้าถูกใช้ชื่อว่า "โอห์ม" ซึ่งทำให้ชื่อของเขากลายเป็นอมตะ กฎของโอห์มนั้นเป็นสิ่งสำคัญในการคำนวณในด้านวิศวกรรมไฟฟ้าซึ่งนำมาสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกมากมายในปัจจุบัน ความสะดวกสบายในชีวิตประวันในชีวิตเรา จะไม่เกิดขึ้นได้เลยถ้าหากไม่มีชายที่ชื่อว่า เกออร์ค ซีม็อน โอห์ม
ติดตามความรุ้ดีๆ รู้ไว้ไม่เสียหายได้ที่
Reference
- 6
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
