Ohmo dėsnis yra pagrindinė elektros grandinių analizės taisyklė, apibūdinanti ryšį tarp trijų pagrindinių fizikinių dydžių: įtampos, srovės ir varžos. Tai rodo, kad srovė yra proporcinga įtampai per du taškus, o proporcingumo konstanta yra varža.
Naudojant Ohmo dėsnį
Ohmo įstatyme apibrėžtas santykis paprastai išreiškiamas trimis lygiavertėmis formomis:
Aš = V / R
R = V / Aš
V = IR
šie kintamieji laidininkui tarp dviejų taškų apibūdinami taip:
- Aš atstovauja elektros srovė, amperais.
- V atstovauja Įtampa išmatuota per laidininką voltais, ir
- R žymi laidininko varžą omuose.
Vienas iš būdų tai apgalvoti yra tai, kad kaip dabartinė, Aš, teka per rezistorių (arba net per netobulą laidininką, kuris turi tam tikrą pasipriešinimą), R, tada srovė praranda energiją. Taigi energija prieš kertant laidininką bus didesnė nei energija, kertant laidininką, o šis elektrinis skirtumas nurodomas įtampos skirtume, V, per laidininką.
Galima išmatuoti įtampos skirtumą ir srovę tarp dviejų taškų, o tai reiškia, kad pats pasipriešinimas yra išvestinis dydis, kurio negalima tiesiogiai išmatuoti eksperimentiniu būdu. Tačiau kai mes įterpiame kurį nors elementą į grandinę, kurios atsparumo vertė yra žinoma, tada jūs esate gebanti panaudoti tą varžą kartu su išmatuota įtampa ar srove identifikuoti kitus nežinomus kiekis.
Ohmo įstatymo istorija
Vokiečių fizikas ir matematikas Georgas Simonas Ohmas (1789 m. Kovo 16 d. - 1854 m. Liepos 6 d., C. E.) vedė elektros energijos tyrimai 1826 ir 1827 m., paskelbiant rezultatus, kurie 2007 m. buvo vadinami Ohmo įstatymu 1827. Jis galėjo išmatuoti srovę galvanometru ir bandė porą skirtingų nustatymų, kad nustatytų jo įtampos skirtumą. Pirmasis buvo voltatinis krūva, panašus į originalias baterijas, kurias 1800 metais sukūrė Alessandro Volta.
Ieškodamas stabilesnio įtampos šaltinio, jis vėliau perėjo prie termoporų, kurie sukuria įtampos skirtumą, pagrįstą temperatūros skirtumu. Jis iš tikrųjų tiesiogiai išmatavo, kad srovė buvo proporcinga temperatūros skirtumui tarp dviejų elektrinių jungčių, bet kadangi įtampos skirtumas buvo tiesiogiai susijęs su temperatūra, tai reiškia, kad srovė buvo proporcinga įtampai skirtumas.
Paprasčiau tariant, jei dvigubai padidinsite temperatūros skirtumą, dvigubai padidinsite įtampą ir dvigubai padidinsite ir srovę. (Darant prielaidą, kad jūsų termoelementas neišsilydo ar kažkas panašaus. Yra praktinių ribų, kur tai galėtų suskaidyti.)
Ohm iš tikrųjų nebuvo pirmasis, kuris ištyrė tokio pobūdžio santykius, nepaisant to, kad pirmasis paskelbė. Ankstesnis britų mokslininko Henry Cavendisho (1731 m. Spalio 10 d. - 1810 m. Vasario 24 d., C. E.) darbas 1780 m. Jis privertė komentuoti žurnalus, kurie, atrodo, rodė tą patį santykiai. Nepaskelbus ir kitaip neinformavus kitų jo dienų mokslininkų, Cavendisho rezultatai nebuvo žinomi, o Ohms buvo palikta galimybė rasti atradimą. Štai kodėl šis straipsnis nėra pavadintas Cavendisho įstatymu. Šie rezultatai vėliau buvo paskelbti 1879 m Jamesas Clerkas Maxwellas, tačiau iki to laiko kreditas jau buvo nustatytas „Ohm“.
Kitos Ohmo dėsnio formos
Kitas būdas atstovauti Ohmo įstatymą sukūrė Gustavas Kirchhoffas (iš Kirchoffo įstatymai šlovės) ir pasireiškia šiomis formomis:
J = σE
kur šie kintamieji reiškia:
- J žymi medžiagos srovės tankį (arba elektros srovę skerspjūvio ploto vienetui). Tai vektoriaus dydis, atspindintis vektoriaus lauko vertę, reiškiančią, kad jame yra ir dydis, ir kryptis.
- sigma žymi medžiagos laidumą, kuris priklauso nuo atskiros medžiagos fizikinių savybių. Laidumas yra medžiagos atsparumo grįžtamasis ryšys.
- E žymi elektrinį lauką toje vietoje. Tai taip pat yra vektorinis laukas.
Originali Ohmo įstatymo formuluotė iš esmės yra idealizuotas modelis, neatsižvelgiant į individualius laidų ar per juos judančio elektrinio lauko fizinius pokyčius. Daugeliui pagrindinių grandinių programų šis supaprastinimas yra tobulas, tačiau, įsigilinus į detales ar dirbant su tikslesniais grandinės elementais, tai gali būti svarbu apsvarstyti, kaip dabartiniai santykiai skiriasi skirtingose medžiagos dalyse, ir štai kur ateina ši bendresnė lygties versija žaisti.