ಓಂನ ಕಾನೂನು

ಓಮ್ ನಿಯಮದ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನ

ಬಹುತೇಕ ಎಲ್ಲಾ ಲೋಹದ ವಾಹಕಗಳಲ್ಲಿ, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ಸಾಂದ್ರತೆಗೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ ಸಾಂದ್ರತೆಗೆ ಅನುಪಾತವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಗಣಿತೀಯವಾಗಿ ಸಮೀಕರಣದ ಮೂಲಕ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ:

ρ = ಇ / J

ಇ = ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ, ρ = ಪ್ರತಿರೋಧಕತೆ, ಜೆ = ಪ್ರವಾಹ ಸಾಂದ್ರತೆ

ಸ್ಥಿರ ρ ಅನ್ನು ರೋಧಶೀಲತೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರ ಮೌಲ್ಯವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುವುದಿಲ್ಲ.

ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ಹೆಚ್ಚಾದರೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ಸಾಂದ್ರತೆಯೂ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ಕಡಿಮೆಯಾದರೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ಸಾಂದ್ರತೆಯೂ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ,

ಆದ್ದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಸಾಂದ್ರತೆಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಅನುಪಾತವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದು ಓಮ್‌ನ ಕಾನೂನು ಹೇಳಿಕೆಯಾಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಮೇಲಿನ ಸಮೀಕರಣವು ρ ಸ್ಥಿರವಾಗಿದ್ದಾಗ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿಲ್ಲದಿದ್ದಾಗ ಮಾತ್ರ ಓಮ್‌ನ ನಿಯಮವನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ಬದಲಾದಾಗ ρ ನ ಮೌಲ್ಯವು ಬದಲಾದರೆ ಓಮ್‌ನ ನಿಯಮವು ಅನ್ವಯಿಸುವುದಿಲ್ಲ.

ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅಳೆಯುವುದು ಸುಲಭ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭವ (V) ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ (E) ಗಿಂತ, ಆದ್ದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ಸಾಂದ್ರತೆ (J) ಗಿಂತ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ (I) ಅನ್ನು ಅಳೆಯುವುದು ಸುಲಭ. ಆದ್ದರಿಂದ, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ, ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿರೋಧಕತೆ (ρ) ಯನ್ನು ಹೇಳುವುದರ ಜೊತೆಗೆ, ಓಮ್‌ನ ನಿಯಮವನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ, ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿರೋಧ (R) ದಲ್ಲಿಯೂ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಮೊದಲು ಉದ್ದ (l), ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗದ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ (A) ಹೊಂದಿರುವ ಮತ್ತು ತಂತಿಯ ಎರಡು ತುದಿಗಳ ನಡುವೆ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭವ ವ್ಯತ್ಯಾಸ (V) ಇರುವ ತಂತಿ ವಾಹಕವನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಿ. ಏಕರೂಪದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಒಂದೇ ಆಗಿದ್ದರೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭವ ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು V = E s ಸಮೀಕರಣದಲ್ಲಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (ಈ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭವದಲ್ಲಿ ಚರ್ಚಿಸಲಾಗಿದೆ). ಏಕರೂಪದ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಒಂದೇ ಆಗಿದ್ದರೆ,

ನಂತರ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು I = JA ಸಮೀಕರಣದಲ್ಲಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (ಈ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ಚರ್ಚಿಸಲಾಗಿದೆ).

ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭವ (V), ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ (I) ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿರೋಧ (R) ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಹೇಳುವ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಪಡೆಯಲು,

ಪ್ರತಿರೋಧಕತೆಯ ಸಮೀಕರಣದಲ್ಲಿ E ಮತ್ತು J ಅನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಿ, ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭವದ ಸಮೀಕರಣದಲ್ಲಿ E ಅನ್ನು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ಸಮೀಕರಣದಲ್ಲಿ J ಅನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಿ:

ಇದು ವಾಹಕದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭವ (V), ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ (I) ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿರೋಧ (R) ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ವಿವರಿಸುವ ಸಮೀಕರಣವಾಗಿದೆ. ಈ ಸಮೀಕರಣದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ವಾಹಕದಲ್ಲಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿರೋಧವು ವಾಹಕದಲ್ಲಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹಕ್ಕೆ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭವ ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ಹೋಲಿಕೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ಹೇಳಬಹುದು.

ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹಕ್ಕೆ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭವ ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ನಡುವಿನ ಅನುಪಾತವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಓಮ್ ನಿಯಮ ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿರೋಧ (R) ಸ್ಥಿರವಾಗಿದ್ದಾಗ ಮಾತ್ರ ಈ ಸಮೀಕರಣವು ಓಮ್ ನಿಯಮವನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿಲ್ಲದಿದ್ದರೆ ಓಮ್ ನಿಯಮ ಅನ್ವಯಿಸುವುದಿಲ್ಲ.

ಮೇಲಿನ ಸಮೀಕರಣದಲ್ಲಿ, ವಾಹಕದಲ್ಲಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿರೋಧ (R) ವಾಹಕದ ಪ್ರತಿರೋಧಕತೆ (ρ), ವಾಹಕದ ಉದ್ದ (l) ಮತ್ತು ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗದ ಪ್ರದೇಶ (A) ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಗಣಿತೀಯವಾಗಿ ಸಮೀಕರಣದಲ್ಲಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ:

ಓಮ್ ನಿಯಮದ ಸಮೀಕರಣ

ಓಮ್‌ನ ನಿಯಮವನ್ನು ಎರಡು ಸಮೀಕರಣಗಳಿಂದ ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ, ಅವುಗಳೆಂದರೆ ρ = E/J ಮತ್ತು R = V/I. ρ ಸ್ಥಿರವಾಗಿದ್ದಾಗ ಮತ್ತು R ಸ್ಥಿರವಾಗಿದ್ದಾಗ ಮಾತ್ರ ಈ ಎರಡು ಸಮೀಕರಣಗಳು ಓಮ್‌ನ ನಿಯಮದ ಸಮೀಕರಣಗಳಾಗಿವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನೆನಪಿನಲ್ಲಿಡಬೇಕು. ವಾಹಕದ ρ ಮತ್ತು R ಬದಲಾದರೆ, ಈ ಎರಡು ಸಮೀಕರಣಗಳು ಓಮ್‌ನ ನಿಯಮವನ್ನು ವಿವರಿಸುವುದಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ρ = E/J ಒಂದು ರೀತಿಯ ವಾಹಕದ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು R = V/I ವಾಹಕದ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ.

ρ = E/J ಸಮೀಕರಣವನ್ನು E = ρ J ಎಂದು ಬರೆಯಬಹುದು. ρ ಸ್ಥಿರವಾಗಿದ್ದರೆ, E J ಗೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ E ಹೆಚ್ಚಾದರೆ J ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಅಥವಾ E ಕಡಿಮೆಯಾದರೆ J ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

ಅದೇ ರೀತಿ, R = V/I ಎಂಬ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು V = I R ಎಂದು ಬರೆಯಬಹುದು. R ಸ್ಥಿರವಾಗಿದ್ದರೆ V, I ಗೆ ನೇರ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ V ಹೆಚ್ಚಾದರೆ, ನಾನು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತೇನೆ ಅಥವಾ V ಕಡಿಮೆಯಾದರೆ, ನಾನು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತೇನೆ.

ಓಮ್ ನಿಯಮವನ್ನು ಪಾಲಿಸುವ ವಸ್ತುವನ್ನು ಓಮಿಕ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಓಮ್ ನಿಯಮವನ್ನು ಪಾಲಿಸದ ವಸ್ತುವನ್ನು ನಾನ್‌ಓಮಿಕ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬಹುತೇಕ ಎಲ್ಲಾ ಲೋಹದ ವಾಹಕಗಳು ಓಮಿಕ್ ಆಗಿರುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಇತರ ಹಲವು ವಸ್ತುಗಳು ನಾನ್‌ಓಮಿಕ್ ಆಗಿರುತ್ತವೆ.

ಓಹ್ಮಿಕ್ ಅಲ್ಲದ ವಸ್ತುಗಳ ಮೇಲೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಇದರರ್ಥ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ ಬದಲಾದರೆ ವಸ್ತುವಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿರೋಧವೂ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ, ಹಾಗೆಯೇ ವಿದ್ಯುತ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಬದಲಾದರೆ ವಸ್ತುವಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿರೋಧವೂ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಓಹ್ಮಿಕ್ ಅಲ್ಲದ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಬದಲಾಗುವುದರಿಂದ, ವಿದ್ಯುತ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ (V) ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹಕ್ಕೆ (I) ನೇರವಾಗಿ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುವುದಿಲ್ಲ.

ಗ್ರಾಫ್ V, I ಮತ್ತು R

ಓಹ್ಮಿಕ್ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ, V ಮತ್ತು I ಅನುಪಾತವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ನೇರ ರೇಖೆಯಿಂದ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಓಹ್ಮಿಕ್ ವಸ್ತುವಿನ ಉದಾಹರಣೆಯೆಂದರೆ ಲೋಹದ ವಾಹಕ. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ನಾನ್‌ಓಹ್ಮಿಕ್ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ, V ಮತ್ತು I ಅನುಪಾತವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ, ಇದನ್ನು ವಕ್ರ ರೇಖೆಯಿಂದ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಾನ್‌ಓಹ್ಮಿಕ್ ವಸ್ತುಗಳ ಉದಾಹರಣೆಗಳೆಂದರೆ ಅರೆವಾಹಕ ಡಯೋಡ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು.

ಓಮ್‌ನ ನಿಯಮವು ಓಮ್‌ನ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಮಾತ್ರ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎಲ್ಲಾ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಅನ್ವಯಿಸುವುದಿಲ್ಲ, ಆದ್ದರಿಂದ ನ್ಯೂಟನ್‌ನ ನಿಯಮ ಅಥವಾ ಇತರ ಭೌತಿಕ ನಿಯಮಗಳಂತಹ ನಿಯಮಗಳನ್ನು ಹೇಳುವುದು ಸೂಕ್ತವಲ್ಲ. ಭೌತಿಕ ನಿಯಮವು ವಾಸ್ತವವಾಗಿ ಕೆಲವು ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಮಾತ್ರವಲ್ಲದೆ ಎಲ್ಲಾ ವಸ್ತುಗಳಿಗೂ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಓಮ್‌ನ ನಿಯಮದ ಉಲ್ಲೇಖವು ಒಂದು ಅಭ್ಯಾಸವಾಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಅದನ್ನು ಇನ್ನೂ ಓಮ್‌ನ ನಿಯಮ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಓಮ್‌ನ ನಿಯಮವು ಓಮ್‌ನ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಮಾತ್ರ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ನೆನಪಿನಲ್ಲಿಡಬೇಕು.