Prawo Ohma
Podstawowe prawo obwodów elektrycznych stwierdzające proporcjonalną zależność napięcia panującego między końcami przewodnika i prądu płynącego przez ten przewodnik (I ~ U). Zależność ta dla prądu stałego wyrażona jest wzorem:
U=IR
gdzie “U” jest wartością napięcia, “I” wyraża płynący przez przewodnik prąd, a “R” jest rezystancją (oporem elektrycznym) obwodu. Innymi słowy, prawo Ohma mówi, iż stosunek napięcia do natężenia prądu płynącego przez przewodnik jest stały.
U/I=R=const.
Powyższy wzór wyraża matematyczną relację pomiędzy napięciem, prądem i rezystancją w obwodzie elektrycznym. Znając wartości dwóch powiązanych wzorem wielkości można wyznaczyć trzecią.
Rezystancja/konduktancja
Wartość natężenia prądu płynącego w obwodzie zależy od przyłożonego napięcia, ale także od właściwości przewodnika. Przewodniki stawiają pewien opór (R) wpływając w ten sposób na wartość natężenie przepływającego prądu. Zwiększając rezystancję obwodu zmniejszamy wartość płynącego prądu w obwodzie (przy stałej wartości przyłożonego napięcia).
Jednostką oporu elektrycznego jest 1 om (1 Ω): rezystancja obwodu ma wartość 1 oma jeśli przyłożone napięcie 1 wolta wywołuje przepływ prądu o natężeniu 1 ampera.
Odwrotnością rezystancji jest konduktancja:
G=1/R
Wyraża ona stopień proporcjonalności pomiędzy napięciem i natężeniem prądu w obwodzie:I=GU
Warunki spełniające prawo Ohma
Prawo zostało sformułowane przez niemieckiego fizyka Georga Ohma w latach 1825 - 1826. Nie jest to prawo uniwersalne, lecz doświadczalne – ma zastosowanie dla określonych materiałów (np. metali, niektórych materiałów ceramicznych i elektrolitów) oraz odpowiednich warunków (np. temperatury przewodnika). Istnieje dużo materiałów i substancji (półprzewodniki, gazy mogą spełniać prawo w pewnych zakresach napięć), które prawa Ohma nie spełniają, czyli natężenie przepływającego przez nie prądu zmienia się w sposób nieproporcjonalny do przyłożonego napięcia. Materiały, do których ma zastosowanie omawiane prawo nazywane są przewodnikami liniowymi, w przeciwieństwie do przewodników nieliniowych, dla których opór jest funkcją przepływającego przez nie prądu.
Zależność oporu od rozmiarów przewodnika
Opór przewodnika (R) o stałym przekroju poprzecznym jest wprost proporcjonalny do długości tego odcinka (l) i odwrotnie proporcjonalny do powierzchni przekroju (S), co wyrażone zostało wzorem:
R=ρ⋅l/S
Stała ρ nazywana jest rezystywnością (oporem właściwym) i jest cechą charakterystyczną danego przewodnika. Odwrotnością rezystywności jest konduktywność (przewodnictwo właściwe), oznaczana przez σ:
σ=1/ρ
Zależność tę wykazał doświadczalnie Brytyjczyk Humphry Davy w 1822 roku, a teoretycznie uzasadnił niemiecki fizyk Paul Drude, na podstawie swojego modelu przewodnictwa elektrycznego metali.
Napisz komentarz (bez rejestracji)