Ohm-en legearen definizioa
Ia metalezko eroale guztietan, eremu elektrikoa korronte elektrikoaren dentsitatearekiko proportzionala da, non eremu elektrikoaren eta korronte elektrikoaren dentsitatearen arteko erlazioa konstantea den. Matematikoki ekuazioaren bidez adierazten da:
ρ = E / J
E = eremu elektrikoa , ρ = erresistentzia , J = korronte-dentsitatea
ρ konstanteari erresistentzia deritzo, bere balioa konstantea da eta ez dago korronte elektrikoa sortzen duen eremu elektrikoaren menpe.
Eremu elektrikoa handitzen bada, korronte elektrikoaren dentsitatea ere handitzen da, baina eremu elektrikoa gutxitzen bada, korronte elektrikoaren dentsitatea ere murrizten da,
beraz, eremu elektrikoaren eta korronte elektrikoaren dentsitatearen arteko erlazioa konstantea da. Hau da Ohm-en adierazpen legala. Beraz, goiko ekuazioak Ohm-en legea azaltzen du soilik ρ konstantea denean eta eremu elektrikoaren menpe ez dagoenean. Ohm-en legea ez da aplikatzen ρ-ren balioa aldatzen bada eremu elektrikoa aldatzen denean.
Hala ere, errazagoa da potentzial elektrikoa (V) neurtzea eremu elektrikoa (E) baino, beraz, errazagoa da korronte elektrikoa (I) neurtzea ere korronte elektrikoaren dentsitatea (J) baino. Beraz, eremu elektrikoan, korronte elektrikoaren dentsitatean eta erresistentzian (ρ) adierazteaz gain, Ohm-en legea potentzial elektrikoan, korronte elektrikoan eta erresistentzia elektrikoan (R) ere adierazten da.
Lehenik eta behin, berrikusi luzera (l), zeharkako sekzio-azalera (A) eta kablearen bi muturren artean potentzial elektriko-diferentzia (V) bat duen kable-eroale bat. Eremu elektriko homogeneoa berdina bada, eremu elektrikoaren eta potentzial elektriko-diferentziaren arteko erlazioa V = E s ekuazioan adierazten da (ekuazio hau potentzial elektrikoan aztertu da). Korronte elektriko homogeneoen dentsitatea berdina bada,
orduan, korronte elektrikoaren eta korronte elektrikoaren dentsitatearen arteko erlazioa I = JA ekuazioan adierazten da (ekuazio hau korronte elektrikoaren gaian aztertu da).
Potentzial elektrikoaren (V), korronte elektrikoaren (I) eta erresistentzia elektrikoaren (R) arteko erlazioa adierazten duen ekuazio bat lortzeko,
Ordeztu E eta J erresistentziaren ekuazioan, E potentzial elektrikoaren ekuazioan eta J korronte elektrikoaren ekuazioan jarriz:
Ekuazio honek eroale bateko potentzial elektrikoaren (V), korronte elektrikoaren (I) eta erresistentzia elektrikoaren (R) arteko erlazioa azaltzen du. Ekuazio honetan oinarrituta, esan daiteke eroale bateko erresistentzia elektrikoa potentzial elektrikoaren diferentziaren eta eroaleko korronte elektrikoaren arteko konparaketa dela.
Ohm-en legeak dio potentzial elektrikoaren diferentziaren eta korronte elektrikoaren arteko erlazioa konstantea dela. Beste era batera esanda, ekuazio honek Ohm-en legea azaltzen du erresistentzia elektrikoa (R) konstantea denean bakarrik. Ohm-en legea ez da aplikatzen erresistentzia elektrikoa konstantea ez bada.
Goiko ekuazioan, eroale baten erresistentzia elektrikoak (R) ere erlazioa du eroalearen erresistentziarekin (ρ), eroalearen luzerarekin (l) eta zeharkako sekzioaren azalerarekin (A). Matematikoki ekuazioan adierazita:
Ohm-en legearen ekuazioa
Ohm-en legea bi ekuazioren bidez azaltzen da, hain zuzen ere, ρ = E/J eta R = V/I. Gogoratu behar da bi ekuazio hauek Ohm-en legearen ekuazioak direla ρ konstantea denean eta R konstantea denean bakarrik. Eroale baten ρ eta R aldatzen badira, bi ekuazio hauek ez dute Ohm-en legea azaltzen, baina ρ = E/J-k eroale mota baten erresistentzia azaltzen du eta R = V/I-k eroale baten erresistentzia elektrikoa.
ρ = E/J ekuazioa E = ρ J bezala idatz daiteke. ρ konstantea denean, E J-rekiko proportzionala da, hau da, E handitzen bada J handitzen da edo E txikitzen bada J txikitzen da.
Era berean, R = V/I ekuazioa V = I R bezala idatz daiteke. R konstantea denean, V zuzenean proportzionala da I-rekin, hau da, V handitzen bada, I handitzen da edo V txikitzen bada, I txikitzen da.
Ohm-en legea betetzen duen materiala ohmikoa dela esaten da, eta Ohm-en legea betetzen ez duen materiala, berriz, ez-ohmikoa dela. Ia metal eroale guztiak ohmikoak dira, eta beste objektu asko, berriz, ez-ohmikoak.
Objektu ez-ohmikoetan, erresistentzia elektrikoa ez da konstantea eta korronte elektrikoaren eta potentzial elektrikoaren diferentziaren araberakoa da. Horrek esan nahi du korronte elektrikoa aldatzen bada, materialaren erresistentzia elektrikoa ere aldatzen dela, eta tentsio elektrikoa aldatzen bada, materialaren erresistentzia elektrikoa ere aldatzen dela. Materia ez-ohmikoan baino erresistentzia elektrikoa aldatzen denez, tentsio elektrikoa (V) ez da zuzenean proportzionala korronte elektrikoarekiko (I).
V, I eta R grafikoak
Materia erresistenteetan, V eta I arteko erlazioa konstantea da, eta hori lerro zuzen batez irudikatzen da. Material erresistenteen adibide bat eroale metalikoa da. Materia ez-erresistenteetan, berriz, V eta I arteko erlazioa ez da konstantea, eta hori lerro kurbatu batez irudikatzen da. Material ez-erresistenteen adibideak diodo erdieroaleak eta transistoreak dira.
Ohm-en legea material ohmikoei bakarrik aplikatzen zaie eta ez da materia guztiari aplikatzen, beraz, ez da egokia Newton-en legea edo beste lege fisiko batzuk bezalako legeak esatea. Lege fisikoa objektu guztiei aplikatzen zaie, ez objektu batzuei bakarrik. Baina Ohm-en legea aipatzea ohitura bihurtu da, beraz, oraindik ere Ohm-en legea deitzen zaio, baldin eta gogoratzen bada Ohm-en legea objektu ohmikoei bakarrik aplikatzen zaiela.
