Разбирање на Омовиот закон
Исто така, проучете го материјалот за примери на прашања од Омовиот закон и дискусија за прашањата од Омовиот закон.
Кај речиси сите метални спроводници, електрично поле пропорционално на густина на електрична струја, каде што односот на електричното поле кон густината на електричната струја е константен. Математички изразено преку равенката:
ρ = E / J
Опис: E = електрично поле, ρ = отпорност, J = густина на електрична струја.
Константата на пропорционалност ρ се нарекува специфичен отпор или отпорност, чија вредност е константна и не зависи од електричното поле што ја произведува електричната струја.
Ако електричното поле се зголеми, густината на електричната струја исто така се зголемува, и обратно, ако електричното поле се намали, густината на електричната струја исто така се намалува, така што односот на електричното поле кон густината на електричната струја е константен. Ова е изјава за Омовиот закон . Значи, равенката погоре го објаснува Омовиот закон само кога ρ е константен и независен од електричното поле. Омовиот закон не важи ако вредноста на ρ се менува кога се менува електричното поле.
Сепак, полесно е да се измери електричниот потенцијал (V) отколку електричното поле (E), а исто така е полесно да се измери електричната струја (I) отколку густината на електричната струја (J). Затоа, покрај тоа што се изразува во однос на електричното поле , густината на електричната струја и отпорноста (ρ), Омовиот закон се изразува и во однос на електричен потенцијал , електрична струја и електричен отпор (R).
Прво, разгледајте жичен спроводник кој има должина (l), пресек (A) и има разлика на електричен потенцијал (V) помеѓу двата краја на жицата. Ако електричното поле е хомогено, односно исто низ целата должина, тогаш односот помеѓу електричното поле и разликата на електричен потенцијал е изразен во равенката V = Es ( оваа равенка е дискутирана во материјалот за електричен потенцијал ). Ако густината на електричната струја е хомогена, односно иста низ целата должина, тогаш односот помеѓу густината на електричната струја и електричната струја е изразен во равенката I = JA ( оваа равенка е дискутирана во материјалот за електрична струја ).
За да се добие равенка што ја наведува врската помеѓу електричниот потенцијал (V), електричната струја (I) и електричниот отпор (R), заменете ги E и J во равенката на отпор со E во равенката на електричниот потенцијал и J во равенката на електричната струја:
Ова е равенка што го објаснува односот помеѓу електричниот потенцијал (V), електричната струја (I) и електричниот отпор (R) во проводник. Врз основа на оваа равенка, може да се каже дека електричниот отпор во проводник е односот на разликата на електричниот потенцијал кон електричната струја во проводникот.
Омовиот закон наведува дека односот на разликата на електричниот потенцијал кон електричната струја е константа. Со други зборови, оваа равенка го објаснува Омовиот закон само кога електричниот отпор (R) е константен. Омовиот закон не важи ако електричниот отпор не е константен, т.е. ако варира.
При изведувањето на горенаведената равенка, електричниот отпор (R) на спроводникот е исто така поврзан со специфичниот отпор (ρ), должината на спроводникот (l) и површината на напречниот пресек (A) на спроводникот. Математички, ова е изразено во равенката:
Оваа равенка е подетално разгледана во статијата за електричен отпор.
Формула на Омовиот закон
Омовиот закон се објаснува со две равенки, имено ρ = E/J и R = V/I. Треба да се напомене дека овие две равенки се равенки на Омовиот закон само кога ρ е константен, а R е константен. Ако ρ и R на проводникот се променат, овие две равенки не го објаснуваат Омовиот закон, но ρ = E/J го објаснува специфичниот отпор на проводникот, а R = V/I го објаснува електричниот отпор на проводникот.
Равенката ρ = E/J може да се запише како E = ρJ. Кога ρ е константно, тогаш E е директно пропорционално на J, што значи дека ако E се зголемува, тогаш J се зголемува или ако E се намалува, тогаш J се намалува.
Слично на тоа, равенката R = V/I може да се запише како V = I/R. Кога R е константен, V е директно пропорционален на I, што значи дека ако V се зголемува, I се зголемува, или ако V се намалува, I се намалува.
Материјалите што го почитуваат Омовиот закон се нарекуваат омски, додека материјалите што не го почитуваат Омовиот закон се нарекуваат неомски. Речиси сите метални спроводници се омски, додека многу други материјали се неомски.
Кај неомските материјали, електричниот отпор не е константен, туку варира во зависност од струјата и разликата на потенцијалот. Ова значи дека ако струјата се промени, и отпорот на материјалот исто така се менува, а слично, ако напонот се промени, и отпорот на материјалот исто така се менува. Бидејќи електричниот отпор варира, кај неомските материјали, напонот (V) не е директно пропорционален на струјата (I).
V, I и R графикони
Кај омските материјали, односот на V спрема I е константен, претставен со права линија. Примери за омски материјали се металните спроводници. Во меѓувреме, кај неомските материјали, односот на V спрема I не е константен, претставен со закривена линија. Примери за неомски материјали се полупроводнички диоди и транзистори.
Омовиот закон се однесува само на омски материјали, а не на сите материјали, па затоа е неточно да се нарече закон како Њутновите закони или други закони на физиката. Законите на физиката всушност важат за сите предмети, а не само за одредени предмети. Сепак, употребата на Омовиот закон стана вообичаена практика, па затоа сè уште се нарекува Омов закон, сè додека се запомни дека Омовиот закон се однесува само на омски предмети. Освен Омовиот закон, друг пример за вообичаена заблуда е употребата на законот за идеален гас или Хуковиот закон.
