Сопротивление Ому

В 1816 году 29 летний выпускник в Эрлангенского университета, учитель математики и физики школы в Бамберге Георг Симон Ом направил в Генеральный комиссариат Баварии по преподаванию критические замечания о существующей методике преподавания математики. Вследствие чего бамбергскую школу закрыли, Ома перевели в ещё худшую. Тогда он опубликовал свой первый труд — «Наиболее оптимальный вариант преподавания геометрии в подготовительных классах», который объявили знамением «гибели всего математического учения» (но через пять лет признали значительность работы и выдали денежную премию).

Ом переехал в Кёльн — на должность профессора математики Иезуитского колледжа, где переключился на мало изученные проблемы протекания электрических токов по проводникам. И в 1826 г. в «Журнале физики и химии» появилась статья «Определение закона, по которому металлы проводят контактное электричество, вместе с наброском теории вольтаического аппарата — мультипликатора Швейггера». В ней Г. С. Ом подробно излагет результаты его десятилетних опытов по прохождению тока по цепям из проводников различной длины и толщины, из различных материалов. Опытов детально продуманных и мастерски исполненных, учитывая, что батарея Вольта заведомо искажала условия, что никаких электроизмерительных приборов ещё не было и, в основном, о результатах можно было судить по различным косвенным эффектам (по изменению магнитного поля, или по объему газов при электролизе воды). Да что там! — Не было даже и определяющей терминологии.

Результаты многочисленных измерений свидетельствовали, что сила тока пропорциональна возбуждающей силе (ЭДС) и обратно пропорциональна некой силе противодействия проводника как среды, которую приходится преодолевать току — Ом назвал её сопротивлением. До него проводник считали «чисто пассивной частью электрической цепи».

Ещё Ом установил, что «проволоки разных размеров из одного материала имеют одинаковую проводимость, если их длины пропорциональны их поперечным сечениям» — правда, выведенная формула оказалась неверной.

Эти выводы вызывали недоверие научной среды и своей простотой, и неточностью результатов, и тем, что проверить их было очень трудно: экспериментальная установка Г.?Ома была уникальной.

Тогда он заменил гальванические источники тока на более стабильные — термопары из висмута и меди, создал шкальный прибор, определяющий по углу отклонения магнитной стрелки относительную величину тока, и вновь проводил опыты. И строил цепи, в которых и проводники, и источники соединяются как последовательно, так и параллельно.

Через год Ом презентовал в Берлинском университете новую работу — «Математическое исследование гальванических цепей», где сформулировал свой закон: величина тока в гальванической цепи прямо пропорциональна сумме всех напряжений и обратно пропорциональна сумме приведённых длин для однородных участков, имеющих различную проводимость и различное поперечное сечение.

И услышал отповедь ректора:

—?Электричество не поддается математическому описанию! Это собственное бушевание тела, его гневное Я, которое проявляется в каждом теле, когда его раздражают.

В те годы в Германии господствовала натурфилософия, объяснявшая явления умозрительными выводами из их непосредственного созерцания, пренебрегавшая систематическим исследованием и экспериментом.

А ректором Берлинского университета был в те годы Георг Вильгельм Фридрих Гегель, великий диалектик — и непоколебимый адепт объективного идеализма.

Ом вдохновлялся приземлёнными идеями теории теплопроводности Жана Батиста Жозефа Фурье, по которой поток тепла вызывается разностями температур, и рассматривал электрический ток как течение некоего флюида, вызываемое перепадами «электроскопических сил» — то бишь разностью электрических потенциалов. И применял для количественного анализа электрических цепей аппарат дифференциального и интегрального исчисления, теорию рядов…

Конечно, натурфилософическая среда, для которой электрические явления с их «полярной любовью и ненавистью» были темой для необузданных фантазий, оказывала сопротивление Ому — его труды «пахли не высшей гармонией, а потом». Среда не только отрицала его заслуги, но и активно препятствовала — поиски места работы долго оставались тщетными, даже выступить в печати со своими доводами было не просто.

И всё же, в 1829 г. появляется его статья «Экспериментальное исследование работы электромагнитного мультипликатора», в которой он представил основы теории электроизмерительных приборов. И здесь же предложил безымянную единицу сопротивления — сопротивление медной проволоки длиной 1 фут сечением в 1 квадратную линию. Через год появляется труд «Попытка создания приближённой теории униполярной проводимости».

Наконец, в 1833 г. Ом получает место профессора физики в политехнической школе Нюрнберга, вскоре его назначают заведующим кафедрой математики и (!) инспектором по методике преподавания (в последние годы жизни он даже написал первый том учебника физики), а в 1839 — ректором.

В 1841 г. работы Ома переведены на английский язык, Лондонское Королевское общество наградило его золотой медалью и избрало своим членом, вскоре его труды переведены в Италии и во Франции, стали известны в России. Это помогло преодолеть сопротивление признанию Ома на Родине, и в 1845 г. его избрали в Баварскую Академию наук, в 1849 пригласили в Мюнхен на должность экстраординарного профессора, назначили хранителем государственного собрания физико-математических приборов и референтом по телеграфному ведомству Баварии.

За два года до смерти, в 1852 г., Ом получил должность ординарного профессора, а за год — награждён орденом за выдающиеся достижения в области науки.

Имя Георга Симона Ома увековечено открытым им законом, и названием, в честь него, электрической единицы: 1 Ом — это сопротивление проводника, между концами которого при силе тока 1 ампер, в полном соответствии с Законом Ома, возникает напряжение 1 вольт.