Omo dėsnis

Ši grandinė rodo srovę I, einanti per rezistorių R. Kairėje pusėje yra įtampa, V. Viešasis domenas per Wikimedia Commons

Omo dėsnis yra pagrindinė elektros grandinių analizės taisyklė, apibūdinanti ryšį tarp trijų pagrindinių fizinių dydžių: įtampos, srovės ir varžos. Tai reiškia, kad srovė yra proporcinga įtampai dviejuose taškuose, o proporcingumo konstanta yra varža.

Naudojant Ohmo dėsnį

Omo dėsnio apibrėžtas ryšys paprastai išreiškiamas trimis lygiaverčiais pavidalais:

aš = IN / R
R = IN / aš
IN = IR

su šiais kintamaisiais apibrėžtais laidininke tarp dviejų taškų taip:

• aš atstovauja elektros srovė , amperų vienetais.
• IN atstovauja Įtampa matuojamas skersai laidininko voltais, ir
• R parodo laidininko varžą omais.

Vienas iš būdų tai mąstyti konceptualiai yra tai, kad kaip srovė, aš , teka per rezistorių (ar net per netobulą laidininką, kuris turi tam tikrą pasipriešinimą), R , tada srovė praranda energiją. Todėl energija prieš jam kertant laidininką bus didesnė už energiją po to, kai jis kerta laidininką, o šis elektros energijos skirtumas parodomas įtampos skirtumu, IN , skersai laidininko.

Įtampos skirtumą ir srovę tarp dviejų taškų galima išmatuoti, o tai reiškia, kad pati varža yra išvestinis dydis, kurio negalima tiesiogiai išmatuoti eksperimentiškai. Tačiau kai į grandinę įterpiame tam tikrą elementą, kurio varžos vertė yra žinoma, galite naudoti tą varžą kartu su išmatuota įtampa ar srove, kad nustatytumėte kitą nežinomą dydį.

Ohmo dėsnio istorija

Vokiečių fizikas ir matematikas Georgas Simonas Ohmas (1789 m. kovo 16 d. – 1854 m. liepos 6 d. e. m. e. m.) atliko elektros tyrimus 1826 ir 1827 m. paskelbdamas rezultatus, kurie 1827 m. buvo žinomi kaip Omo dėsnis. Jis sugebėjo išmatuoti srovę galvanometrą ir išbandė keletą skirtingų nustatymų, kad nustatytų jo įtampos skirtumą. Pirmoji buvo voltinė krūva, panaši į originalias baterijas, kurias 1800 m. sukūrė Alessandro Volta.

Ieškodamas stabilesnio įtampos šaltinio, vėliau jis perėjo prie termoporų, kurios sukuria įtampos skirtumą pagal temperatūros skirtumą. Jis iš tikrųjų tiesiogiai išmatavo tai, kad srovė buvo proporcinga temperatūrų skirtumui tarp dviejų elektros jungčių, tačiau kadangi įtampos skirtumas buvo tiesiogiai susijęs su temperatūra, tai reiškia, kad srovė buvo proporcinga įtampos skirtumui.

Paprasčiau tariant, jei padvigubinote temperatūros skirtumą, padvigubinote įtampą ir dvigubai padidinate srovę. (Žinoma, darant prielaidą, kad jūsų termopora netirpsta ar panašiai. Yra praktinių ribų, kur ji sugenda.)

Ohmas iš tikrųjų nebuvo pirmasis, kuris ištyrė tokius santykius, nepaisant to, kad pirmą kartą paskelbė. Ankstesnis britų mokslininko Henry Cavendish (1731 m. spalio 10 d. – 1810 m. vasario 24 d.) darbas 1780 m. paskatino jį savo žurnaluose pateikti komentarų, kurie, atrodo, rodo tą patį ryšį. To nepaskelbus ar kitaip nepranešus kitiems to meto mokslininkams, Cavendisho rezultatai nebuvo žinomi, todėl Ohmui buvo suteikta galimybė padaryti atradimą. Štai kodėl šis straipsnis nėra pavadintas Cavendish dėsniu. Šie rezultatai vėliau buvo paskelbti 1879 m Jamesas Clerkas Maxwellas , tačiau tuo metu kreditas Ohm jau buvo nustatytas.

Kitos Omo dėsnio formos

Kitas Ohmo dėsnio vaizdavimo būdas buvo sukurtas Gustavo Kirchhoffo (iš Kirchoffo dėsniai šlovė) ir yra tokia:

J = p IR

kur šie kintamieji reiškia:

• J reiškia medžiagos srovės tankį (arba elektros srovę skerspjūvio ploto vienetui). Tai vektorinis dydis, reiškiantis reikšmę vektoriniame lauke, tai reiškia, kad jame yra ir dydis, ir kryptis.
• sigma reiškia medžiagos laidumą, kuris priklauso nuo atskiros medžiagos fizinių savybių. Laidumas yra medžiagos savitosios varžos abipusis dydis.
• IR reiškia elektrinį lauką toje vietoje. Tai taip pat vektorinis laukas.

Pirminė Ohmo dėsnio formuluotė iš esmės yra an idealizuotas modelis , kuriame neatsižvelgiama į individualius fizinius laidų svyravimus arba per juos judantį elektrinį lauką. Daugeliui pagrindinių grandinių programų šis supaprastinimas yra visiškai tinkamas, tačiau kai kalbame apie detales arba dirbate su tikslesniais grandinės elementais, gali būti svarbu atsižvelgti į tai, kaip skiriasi srovės ryšys skirtingose ​​medžiagos dalyse. pradedama naudoti bendresnė lygties versija.