Ohmas likums ir galvenais noteikums, analizējot elektriskās ķēdes, aprakstot attiecības starp trim galvenajiem fizikālajiem lielumiem: spriegumu, strāvu un pretestību. Tas norāda, ka strāva ir proporcionāla spriegumam divos punktos, proporcionalitātes konstante ir pretestība.
Izmantojot Ohmas likumu
Ohmas likumos noteiktās attiecības parasti tiek izteiktas trīs līdzvērtīgās formās:
Es = V / R
R = V / Es
V = IR
ar šiem mainīgajiem lielumiem, kas noteikti starp vadītāju starp diviem punktiem:
- Es pārstāv elektriskā strāva, ampēros.
- V pārstāv spriegums mēra visā vadītājā voltos, un
- R apzīmē vadītāja pretestību omos.
Viens veids, kā domāt par to konceptuāli, ir tāds, ka kā pašreizējais, Es, plūst pāri rezistoram (vai pat pat nederīgam vadītājam, kam ir zināma pretestība), R, tad strāva zaudē enerģiju. Tāpēc enerģija, pirms tā šķērso vadītāju, būs augstāka nekā enerģija pēc tam, kad tā šķērso vadītāju, un šī elektriskā atšķirība tiek parādīta sprieguma starpībā, V, pāri konduktoram.
Var izmērīt sprieguma starpību un strāvu starp diviem punktiem, kas nozīmē, ka pretestība pati par sevi ir atvasināts lielums, kuru nevar tieši izmērīt eksperimentāli. Tomēr, kad mēs ievietojam kādu elementu ķēdē, kurai ir zināma pretestības vērtība, tad jūs esat spēj izmantot šo pretestību kopā ar izmērīto spriegumu vai strāvu, lai identificētu otru nezināmo daudzums.
Ohmas likuma vēsture
Vācu fiziķis un matemātiķis Georgs Simons Ohms (1789. gada 16. marts - 1854. gada 6. jūlijs, C.E.) vadīja pētījumi par elektroenerģiju 1826. un 1827. gadā, publicējot rezultātus, kas 2007. gadā bija pazīstami kā Ohmas likums 1827. Viņš varēja izmērīt strāvu ar galvanometru un izmēģināja pāris dažādus iestatījumus, lai noteiktu viņa sprieguma starpību. Pirmais bija voltaic kaudze, līdzīga oriģinālajām baterijām, kuras 1800. gadā izveidoja Alessandro Volta.
Meklējot stabilāku sprieguma avotu, viņš vēlāk pārgāja uz termopāriem, kas rada sprieguma starpību, pamatojoties uz temperatūras starpību. Viņš patiesībā tieši izmērīja, ka strāva ir proporcionāla temperatūras starpībai starp diviem elektriskajiem savienojumiem, bet tā kā sprieguma starpība bija tieši saistīta ar temperatūru, tas nozīmē, ka strāva bija proporcionāla spriegumam atšķirība.
Vienkārši izsakoties, ja jūs divkāršojāt temperatūras starpību, jūs dubultojāt spriegumu un arī divkāršojat strāvu. (Pieņemot, protams, ka jūsu termopārs neizkausē vai kaut kas līdzīgs. Pastāv praktiskas robežas, kur tas varētu nojaukties.)
Ohm faktiski nebija pirmais, kurš izpētīja šāda veida attiecības, neskatoties uz pirmā publicēšanu. Iepriekšējais britu zinātnieka Henrija Kavendiša darbs (1731. gada 10. oktobris - 1810. gada 24. februāris C. E.) 1780. gadu rezultāts bija tas, ka viņš savos žurnālos sniedza komentārus, kas, šķiet, liecināja par to pašu attiecības. Ja tas netiks publicēts vai citādi paziņots citiem viņa dienas zinātniekiem, Kavendiša rezultāti nebija zināmi, atstājot atklājumu Omai, lai atklātu. Tāpēc šī raksta nosaukums nav Kavendiša likums. Šos rezultātus 1879. gadā vēlāk publicēja Džeimss Klerks Maksvels, bet līdz tam brīdim Ohm kredīts jau bija noteikts.
Citas Ohmas likuma formas
Citu veidu, kā pārstāvēt Ohmas likumu, izstrādāja Gustavs Kiršhofs (no Kiršofa likumi slava) un izpaužas šādi:
Dž = σE
kur šie mainīgie apzīmē:
- Dž apzīmē materiāla strāvas blīvumu (vai elektrisko strāvu uz šķērsgriezuma laukuma vienību). Šis ir vektora daudzums, kas apzīmē vērtību vektora laukā, kas nozīmē, ka tajā ir gan lielums, gan virziens.
- sigma apzīmē materiāla vadītspēju, kas ir atkarīga no katra materiāla fizikālajām īpašībām. Vadītspēja ir materiāla pretestības abpusēja vērtība.
- E apzīmē elektrisko lauku šajā vietā. Tas ir arī vektora lauks.
Oms likuma sākotnējais formulējums būtībā ir idealizēts modelis, kurā nav ņemtas vērā individuālās fiziskās variācijas vados vai elektriskais lauks, kas pārvietojas pa tiem. Lielākajai daļai pamata shēmu lietojumu šī vienkāršošana ir pilnīgi smalka, taču, iedziļinoties sīkāk vai strādājot ar precīzākiem shēmas elementiem, tā var būt svarīgi ņemt vērā, kā pašreizējās attiecības atšķiras dažādās materiāla daļās, un tieši šeit nonāk šī vienādojuma vispārīgākā versija spēlēt.