Ohm säi Gesetz verstoen
Liest och d'Material iwwer Beispillfroen zum Ohm-Gesetz an d'Diskussioun iwwer Froen zum Ohm-Gesetz.
An bal all Metallleiter, elektrescht Feld proportional zu elektresch Stroumdicht, wou d'Verhältnes vum elektresche Feld zu der elektrescher Stroumdicht konstant ass. Mathematesch ausgedréckt duerch d'Equatioun:
ρ = E / J
Beschreiwung: E = elektrescht Feld, ρ = Widderstand, J = elektresch Stroumdicht.
D'Proportionalitéitskonstant ρ gëtt de spezifesche Widderstand oder de Resistivitéit genannt, deem säi Wäert konstant ass an net vum elektresche Feld ofhänkt, dat den elektresche Stroum produzéiert.
Wann dat elektrescht Feld eropgeet, klëmmt och d'elektresch Stroumdicht, ëmgekéiert, wann dat elektrescht Feld erofgeet, hëlt och d'elektresch Stroumdicht of, sou datt d'Verhältnes vum elektresche Feld zu der elektrescher Stroumdicht konstant ass. Dëst ass eng Ausso vum Ohm sengem Gesetz . Dofir erkläert déi uewe genannte Gleichung d'Ohm sengem Gesetz nëmme wann ρ konstant an onofhängeg vum elektresche Feld ass. D'Ohm sengem Gesetz gëllt net, wann de Wäert vu ρ sech ännert, wann dat elektrescht Feld ännert.
Wéi och ëmmer, et ass méi einfach den elektresche Potenzial (V) ze moossen wéi den elektresche Feld (E), an et ass och méi einfach den elektresche Stroum (I) ze moossen wéi den elektresche Stroumdichte (J). Dofir gëtt den Ohm-Gesetz, nieft dem elektresche Feld , der elektrescher Stroumdichte an dem Widderstand (ρ), och a Begrëffer vum elektresche Potenzial , dem elektresche Stroum an dem elektresche Widderstand (R) ausgedréckt .
Als éischt betruecht mir e Leeder aus engem Drot, deen eng Längt (l) an eng Querschnittsfläch (A) huet an eng elektresch Potentialdifferenz (V) tëscht den zwou Enden vum Drot gëtt. Wann d'elektrescht Feld homogen ass, d.h. iwwerall d'selwecht, dann gëtt d'Bezéiung tëscht dem elektresche Feld an der elektrescher Potentialdifferenz an der Equatioun V = E s ausgedréckt ( dës Equatioun gouf am Material iwwer elektrescht Potential diskutéiert ). Wann d'elektresch Stroumdicht homogen ass, d.h. iwwerall d'selwecht, dann gëtt d'Bezéiung tëscht der elektrescher Stroumdicht an dem elektresche Stroum an der Equatioun I = JA ausgedréckt ( dës Equatioun gouf am Material iwwer elektresche Stroum diskutéiert ).
Fir eng Equatioun ze kréien, déi d'Bezéiung tëscht dem elektresche Potential (V), dem elektresche Stroum (I) an dem elektresche Widderstand (R) seet, ersetzt E an J an der Widderstandsgläichung duerch E an der elektrescher Potentialgläichung an J an der elektrescher Stroumgläichung:
Dëst ass eng Equatioun, déi d'Bezéiung tëscht dem elektresche Potential (V), dem elektresche Stroum (I) an dem elektresche Widderstand (R) an engem Leeder erkläert. Baséierend op dëser Equatioun kann een feststellen, datt den elektresche Widderstand an engem Leeder de Verhältnes vun der elektrescher Potentialdifferenz zum elektresche Stroum am Leeder ass.
D'Ohm-Gesetz seet, datt d'Verhältnes vun der elektrescher Potentialdifferenz zum elektresche Stroum eng Konstant ass. An anere Wierder, dës Equatioun erkläert d'Ohm-Gesetz nëmme wann den elektresche Widderstand (R) konstant ass. D'Ohm-Gesetz gëllt net, wann den elektresche Widderstand net konstant ass, d.h. wann e variéiert.
Bei der Ofleedung vun der uewe genannter Equatioun hänkt den elektresche Widderstand (R) vun engem Leeder och mam spezifesche Widderstand (ρ), der Längt vum Leeder (l) an der Querschnittsfläch (A) vum Leeder zesummen. Mathematesch gëtt dat an der Equatioun ausgedréckt:
Dës Equatioun gëtt méi detailléiert am Artikel iwwer den elektresche Widderstand diskutéiert.
Formel vum Ohm-Gesetz
D'Ohmsches Gesetz gëtt duerch zwou Equatiounen erkläert, nämlech ρ = E/J an R = V/I. Et sollt een drop hiweisen, datt dës zwou Equatiounen nëmmen Ohmsches Gesetz sinn, wann ρ konstant an R konstant ass. Wann ρ an R vun engem Leeder sech änneren, erklären dës zwou Equatiounen net d'Ohmsches Gesetz, awer ρ = E/J erkläert de spezifesche Widderstand vun engem Leeder an R = V/I erkläert den elektresche Widderstand vun engem Leeder.
D'Equatioun ρ = E/J kann als E = ρ J geschriwwe ginn. Wann ρ konstant ass, dann ass E direkt proportional zu J, dat heescht, wann E eropgeet, dann eropgeet J oder wann E erofgeet, dann erofgeet J.
Och d'Equatioun R = V/I kann als V = I/R geschriwwe ginn. Wann R konstant ass, ass V direkt proportional zu I, dat heescht, wann V eropgeet, klëmmt I, oder wann V erofgeet, hëlt I of.
Materialien, déi dem Ohm sengem Gesetz respektéieren, ginn als ohmesch bezeechent, während Materialien, déi dem Ohm sengem Gesetz net respektéieren, als net-ohmesch bezeechent ginn. Bal all metallesch Leeder sinn ohmesch, während vill aner Materialien net-ohmesch sinn.
Bei net-ohmesche Materialien ass den elektresche Widderstand net konstant, mä variéiert jee no Stroum an Potenzialënnerscheed. Dëst bedeit, datt wann de Stroum ännert, och de Widderstand vum Material ännert, an och wann d'Spannung ännert, ännert sech och de Widderstand vum Material. Well den elektresche Widderstand variéiert, ass bei net-ohmesche Materialien d'Spannung (V) net direkt proportional zum Stroum (I).
V-, I- an R-Grafiken
Bei ohmsche Materialien ass d'Verhältnes vu V zu I konstant a gëtt duerch eng gerad Linn duergestallt. Beispiller vun ohmsche Materialien si metallesch Leeder. Gläichzäiteg ass bei net-ohmsche Materialien d'Verhältnes vu V zu I net konstant a gëtt duerch eng gebéit Linn duergestallt. Beispiller vun net-ohmsche Materialien si Hallefleitdioden an Transistoren.
D'Ohm-Gesetz gëllt nëmme fir ohmesch Materialien a net fir all Materialien, dofir ass et falsch, et e Gesetz wéi d'Newton-Gesetzer oder aner Physikgesetzer ze nennen. D'Physikgesetzer gëllen tatsächlech fir all Objeten, net nëmme fir bestëmmt Objeten. D'Benotzung vum Ohm-Gesetz ass awer eng üblech Praxis ginn, dofir gëtt et nach ëmmer Ohm-Gesetz genannt, soulaang een sech drun erënnert, datt d'Ohm-Gesetz nëmme fir ohmesch Objeten gëllt. Nieft dem Ohm-Gesetz ass en anert Beispill vun engem verbreeten Irrtum d'Benotzung vum Idealgasgesetz oder dem Hooke-Gesetz.
