Politechnika łÓdzka

Rysunek 1.3 Rycina przedstawiająca aparat eksperymentalny Georga Ohma.
Jednak Ohm i wielu mu współczesnych natężenie przepływu prądu rozumiał jako odchylenie igły kompasu. W 1825 r. francuski fizyk Antoine Cesar Becquerel skonstruował galwanometr różnicowy. Przyrząd ten stał się podstawowym rodzajem, elektromechanicznego przetwornika pomiarowego, tj. organu pomiarowego stosowanego w pomiarach rezystancji. Elektromechaniczny ustrój pomiarowy miernika stanowił najważniejszą część każdego miernika wychyłowego i był podstawowym organem przetwarzającym daną wielkość prądu czy napięcia stosowaną aż do naszych współczesnych czasów – opracowania i zastosowania mierników cyfrowych.

Znając zjawisko przepływu prądu elektrycznego przez przewodniki, zastanawiano się więc – jak zmierzyć ilość prądu płynącego przez odbiornik, jeśli wiadomo, że do odbiornika wpływa tyle samo prądu co i z niego wypływa? Problem ten rozwiązał francuski fizyk André Marie Ampére, konstruując pierwszy elektryczny przyrząd pomiarowy nazywany wagą prądową⁴. Przyrząd do pomiaru natężenia prądu elektrycznego w wersji współczesnej nazywany jest amperomierzem. Dzięki pracom Ampére mamy do dziś obowiązujący w naukach elektrycznych podział na elektrostatykę oraz elektrodynamikę. Od nazwiska tego wybitnego badacza pochodzi jednostka prądu elektrycznego, wpisująca się do tzw. układu podstawowych jednostek miar SI.

Z biegiem czasu okazało się również, że im większy będzie płynął prąd przez odbiornik oporowy (posiadający opór), tym w danej chwili czasu wywoła on większy skutek cieplny. Czyli można by rzec, że nagrzewanie się przewodników jest uzależnione od wielkości płynącego prądu elektrycznego w obwodzie. Tę myśl popartą eksperymentem po raz pierwszy sformułował angielski fizyk James Prescott Joule. W przypadku odbiorników prądu stałego o charakterze oporu elektrycznego przewodnika, skutkiem tym będzie ciepło. Czynnikiem przeciwdziałającym stratom cieplnym był zaś odpowiedni przekrój czynny przewodnika. W ten sposób określono własności graniczne przewodników, nazywane dzisiaj parametrami znamionowymi.

W początkach XIX w. było wielu badaczy prowadzących eksperymenty z baterią galwaniczną, którzy dochodzili do podobnych wyników prowadzonych eksperymentów z rezystancją i rezystywnością. Można tu przytoczyć prace angielskiego chemika Josepha Priestley’a, który zauważył że węgiel drzewny posiada pewne własności oporowe. Dzięki jego pracom zawdzięczamy dzisiaj ważny materiał elektrotechniczny – grafit.

W 1813r angielski wynalazca Joseph Georg Children skonstruował największą jak na tamte czasy baterię ogniw galwanicznych (która ważyła około 2 ton), nazwaną „Ferox Hall Galvanic Battery”, oraz jako pierwszy zauważył, że drut platynowy dołączony do tej baterii świeci tak jasno, że nie można na niego patrzeć... przewidując w ten sposób wynalezienie żarówki.

Około 1820 r. angielski chemik (przyjaciel J. G, Childrena) sir Humphry Davy przeprowadził eksperyment z użyciem drutu oporowego dołączonego do ogniwa galwanicznego, który polegał na zmianie jego długości poprzez bocznikowanie tego ogniwa (tj. zwiększanie rezystancji tego drutu poprzez wzrost jego rezystancji) tak długo, dopóki nie zapoczątkuje to procesu elektrolizy w naczyniu szklanym. Wyniki prowadzonych eksperymentów pozwoliły mu wysnuć hipotezę, że każde źródło zasilające posiada rezystancję wewnętrzną, oznaczaną Rw. Ponadto również dzięki temu eksperymentowi skonstruował potencjometr, oraz fakt że rezystancja dwóch przewodów jest taka sama, gdy mają ten sam stosunek długości do przekroju. Na rys. 1.4 przedstawiono rycinę eksperymentu Davy’ego.