ഓം നിയമം

ഓമിന്റെ നിയമം മനസ്സിലാക്കുന്നു

ഓമിന്റെ നിയമ ഉദാഹരണ ചോദ്യങ്ങളും ഓമിന്റെ നിയമ ചോദ്യങ്ങളുടെ ചർച്ചയും പഠിക്കുക.

മിക്കവാറും എല്ലാ ലോഹചാലകങ്ങളിലും, വൈദ്യുത മണ്ഡലം ആനുപാതികമായി വൈദ്യുത പ്രവാഹ സാന്ദ്രത, ഇവിടെ വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെയും വൈദ്യുത പ്രവാഹ സാന്ദ്രതയുടെയും അനുപാതം സ്ഥിരമായിരിക്കും. ഗണിതപരമായി സമവാക്യത്തിലൂടെ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു:
ρ = ഇ / ജെ
വിവരണം: E = വൈദ്യുത മണ്ഡലം, ρ = പ്രതിരോധശേഷി, J = വൈദ്യുത പ്രവാഹ സാന്ദ്രത.

ആനുപാതിക സ്ഥിരാങ്കം ρ നെ നിർദ്ദിഷ്ട പ്രതിരോധം അല്ലെങ്കിൽ പ്രതിരോധശേഷി എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഇതിന്റെ മൂല്യം സ്ഥിരമായിരിക്കും കൂടാതെ വൈദ്യുത പ്രവാഹം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തെ ആശ്രയിക്കുന്നില്ല.

വൈദ്യുത മണ്ഡലം വർദ്ധിക്കുകയാണെങ്കിൽ, വൈദ്യുത പ്രവാഹ സാന്ദ്രതയും വർദ്ധിക്കുന്നു, നേരെമറിച്ച്, വൈദ്യുത മണ്ഡലം കുറയുകയാണെങ്കിൽ, വൈദ്യുത പ്രവാഹ സാന്ദ്രതയും കുറയുന്നു, അതിനാൽ വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെയും വൈദ്യുത പ്രവാഹ സാന്ദ്രതയുടെയും അനുപാതം സ്ഥിരമായിരിക്കും. ഇത് ഓമിന്റെ നിയമത്തിന്റെ ഒരു പ്രസ്താവനയാണ് . അതിനാൽ ρ സ്ഥിരവും വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിൽ നിന്ന് സ്വതന്ത്രവുമാകുമ്പോൾ മാത്രമേ മുകളിലുള്ള സമവാക്യം ഓമിന്റെ നിയമത്തെ വിശദീകരിക്കുന്നുള്ളൂ. വൈദ്യുത മണ്ഡലം മാറുമ്പോൾ ρ ന്റെ മൂല്യം മാറുകയാണെങ്കിൽ ഓമിന്റെ നിയമം ബാധകമല്ല.

എന്നിരുന്നാലും, വൈദ്യുത മണ്ഡലം (E) നെക്കാൾ വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ (V) അളക്കുന്നത് എളുപ്പമാണ്, കൂടാതെ വൈദ്യുത പ്രവാഹ സാന്ദ്രത (J) നെക്കാൾ വൈദ്യുത പ്രവാഹം (I) അളക്കുന്നതും എളുപ്പമാണ്. അതിനാൽ, വൈദ്യുത മണ്ഡലം , വൈദ്യുത പ്രവാഹ സാന്ദ്രത , പ്രതിരോധശേഷി (ρ) എന്നിവയിൽ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നതിനു പുറമേ, ഓമിന്റെ നിയമം വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ , വൈദ്യുത പ്രവാഹം , വൈദ്യുത പ്രതിരോധം (R) എന്നിവയിലും പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു .

ആദ്യം, നീളം (l), ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ ഏരിയ (A) ഉള്ളതും വയറിന്റെ രണ്ട് അറ്റങ്ങൾക്കിടയിൽ ഒരു വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസം (V) ഉള്ളതുമായ ഒരു വയർ കണ്ടക്ടറെ പരിഗണിക്കുക. വൈദ്യുത മണ്ഡലം ഏകതാനമാണെങ്കിൽ, അതായത് എല്ലായിടത്തും ഒരുപോലെയാണെങ്കിൽ, വൈദ്യുത മണ്ഡലവും വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം V = E s എന്ന സമവാക്യത്തിൽ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു ( ഈ സമവാക്യം വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ മെറ്റീരിയലിൽ ചർച്ച ചെയ്തിട്ടുണ്ട് ). വൈദ്യുത പ്രവാഹ സാന്ദ്രത ഏകതാനമാണെങ്കിൽ, അതായത് എല്ലായിടത്തും ഒരുപോലെയാണെങ്കിൽ, വൈദ്യുത പ്രവാഹ സാന്ദ്രതയും വൈദ്യുത പ്രവാഹവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം I = JA എന്ന സമവാക്യത്തിൽ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു ( ഈ സമവാക്യം വൈദ്യുത പ്രവാഹ മെറ്റീരിയലിൽ ചർച്ച ചെയ്തിട്ടുണ്ട് ).

വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ (V), വൈദ്യുത പ്രവാഹം (I), വൈദ്യുത പ്രതിരോധം (R) എന്നിവ തമ്മിലുള്ള ബന്ധം പ്രസ്താവിക്കുന്ന ഒരു സമവാക്യം ലഭിക്കുന്നതിന് , പ്രതിരോധ സമവാക്യത്തിലെ E, J എന്നിവ വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ സമവാക്യത്തിൽ E ഉം വൈദ്യുത പ്രവാഹ സമവാക്യത്തിൽ J ഉം ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുക:

ഒരു ചാലകത്തിലെ വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ (V), വൈദ്യുത പ്രവാഹം (I), വൈദ്യുത പ്രതിരോധം (R) എന്നിവ തമ്മിലുള്ള ബന്ധം വിശദീകരിക്കുന്ന ഒരു സമവാക്യമാണിത്. ഈ സമവാക്യത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഒരു ചാലകത്തിലെ വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസവും ചാലകത്തിലെ വൈദ്യുത പ്രവാഹവും തമ്മിലുള്ള അനുപാതമാണ് വൈദ്യുത പ്രതിരോധം എന്ന് പ്രസ്താവിക്കാം.

വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസവും വൈദ്യുത പ്രവാഹവും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം ഒരു സ്ഥിരാങ്കമാണെന്ന് ഓം നിയമം പറയുന്നു. മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ, വൈദ്യുത പ്രതിരോധം (R) സ്ഥിരമാകുമ്പോൾ മാത്രമേ ഈ സമവാക്യം ഓം നിയമം വിശദീകരിക്കുന്നുള്ളൂ. വൈദ്യുത പ്രതിരോധം സ്ഥിരമല്ലെങ്കിൽ, അതായത്, അത് വ്യത്യാസപ്പെടുന്നുവെങ്കിൽ ഓം നിയമം ബാധകമല്ല.

മുകളിലുള്ള സമവാക്യത്തിന്റെ ഉത്ഭവത്തിൽ, ഒരു കണ്ടക്ടറുടെ വൈദ്യുത പ്രതിരോധം (R) നിർദ്ദിഷ്ട പ്രതിരോധം (ρ), കണ്ടക്ടറിന്റെ നീളം (l), കണ്ടക്ടറിന്റെ ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ ഏരിയ (A) എന്നിവയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഗണിതശാസ്ത്രപരമായി, ഇത് സമവാക്യത്തിൽ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു:

വൈദ്യുത പ്രതിരോധത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ലേഖനത്തിൽ ഈ സമവാക്യം കൂടുതൽ വിശദമായി ചർച്ചചെയ്യുന്നു.

ഓംസ് നിയമ ഫോർമുല

ഓമിന്റെ നിയമം രണ്ട് സമവാക്യങ്ങളാൽ വിശദീകരിക്കപ്പെടുന്നു, അതായത് ρ = E/J, R = V/I. ρ സ്ഥിരമായിരിക്കുമ്പോഴും R സ്ഥിരമായിരിക്കുമ്പോഴും മാത്രമേ ഈ രണ്ട് സമവാക്യങ്ങളും ഓമിന്റെ നിയമ സമവാക്യങ്ങളാകൂ എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്. ഒരു ചാലകത്തിന്റെ ρ ഉം R ഉം മാറുകയാണെങ്കിൽ, ഈ രണ്ട് സമവാക്യങ്ങളും ഓമിന്റെ നിയമത്തെ വിശദീകരിക്കുന്നില്ല, എന്നാൽ ρ = E/J ഒരു ചാലകത്തിന്റെ നിർദ്ദിഷ്ട പ്രതിരോധം വിശദീകരിക്കുന്നു, R = V/I ഒരു ചാലകത്തിന്റെ വൈദ്യുത പ്രതിരോധം വിശദീകരിക്കുന്നു .

ρ = E/J എന്ന സമവാക്യം E = ρ J എന്ന് എഴുതാം. ρ സ്ഥിരമായിരിക്കുമ്പോൾ E J ന് നേർ അനുപാതമായിരിക്കും, അതായത് E വർദ്ധിച്ചാൽ J വർദ്ധിക്കുന്നു അല്ലെങ്കിൽ E കുറഞ്ഞാൽ J കുറയുന്നു.
അതുപോലെ, R = V/I എന്ന സമവാക്യത്തെ V = I R എന്ന് എഴുതാം. R സ്ഥിരമാകുമ്പോൾ, V എന്നത് I ന് നേർ അനുപാതമായിരിക്കും, അതായത് V വർദ്ധിച്ചാൽ I വർദ്ധിക്കുന്നു, അല്ലെങ്കിൽ V കുറഞ്ഞാൽ I കുറയുന്നു.

ഓമിന്റെ നിയമം അനുസരിക്കുന്ന വസ്തുക്കളെ ഓമിക് എന്നും, ഓമിന്റെ നിയമം അനുസരിക്കാത്ത വസ്തുക്കളെ നോൺ-ഓമിക് എന്നും പറയുന്നു. മിക്കവാറും എല്ലാ ലോഹചാലകങ്ങളും ഓമിക് ആണ്, അതേസമയം മറ്റ് പല വസ്തുക്കളും നോൺ-ഓമിക് ആണ്.

ഓമിക് അല്ലാത്ത വസ്തുക്കളിൽ, വൈദ്യുത പ്രതിരോധം സ്ഥിരമല്ല, പക്ഷേ വൈദ്യുതധാരയെയും പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസത്തെയും ആശ്രയിച്ച് വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. ഇതിനർത്ഥം വൈദ്യുതധാര മാറുകയാണെങ്കിൽ, വസ്തുവിന്റെ പ്രതിരോധവും മാറുന്നു, അതുപോലെ, വോൾട്ടേജ് മാറുകയാണെങ്കിൽ, വസ്തുവിന്റെ പ്രതിരോധവും മാറുന്നു. വൈദ്യുത പ്രതിരോധം വ്യത്യാസപ്പെടുന്നതിനാൽ, ഓമിക് അല്ലാത്ത വസ്തുക്കളിൽ, വോൾട്ടേജ് (V) വൈദ്യുതധാരയ്ക്ക് (I) നേരിട്ട് ആനുപാതികമല്ല.

V, I, R ഗ്രാഫുകൾ

ഓമിക് വസ്തുക്കളിൽ, V യും I യും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം സ്ഥിരമായിരിക്കും, ഇത് ഒരു നേർരേഖയാൽ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. ഓമിക് വസ്തുക്കളുടെ ഉദാഹരണങ്ങൾ ലോഹ ചാലകങ്ങളാണ്. അതേസമയം, നോൺ-ഓമിക് വസ്തുക്കളിൽ, V യും I യും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം സ്ഥിരമല്ല, ഇത് ഒരു വളഞ്ഞ രേഖയാൽ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. നോൺ-ഓമിക് വസ്തുക്കളുടെ ഉദാഹരണങ്ങൾ അർദ്ധചാലക ഡയോഡുകളും ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുമാണ്.

ഓമിന്റെ നിയമം എല്ലാ വസ്തുക്കൾക്കും ബാധകമല്ല, ഓമിക് വസ്തുക്കൾക്ക് മാത്രമേ ബാധകമാകൂ, അതിനാൽ ന്യൂട്ടന്റെ നിയമങ്ങൾ പോലെയോ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ മറ്റ് നിയമങ്ങൾ പോലെയോ ഇതിനെ ഒരു നിയമം എന്ന് വിളിക്കുന്നത് തെറ്റാണ്. ഭൗതികശാസ്ത്ര നിയമങ്ങൾ ചില വസ്തുക്കൾക്ക് മാത്രമല്ല, എല്ലാ വസ്തുക്കൾക്കും ബാധകമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഓമിന്റെ നിയമത്തിന്റെ ഉപയോഗം ഒരു സാധാരണ രീതിയായി മാറിയിരിക്കുന്നു, അതിനാൽ ഓമിന്റെ നിയമം ഓമിക് വസ്തുക്കൾക്ക് മാത്രമേ ബാധകമാകൂ എന്ന് ഓർമ്മിക്കപ്പെടുന്നിടത്തോളം കാലം അത് ഓമിന്റെ നിയമം എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു. ഓമിന്റെ നിയമത്തിന് പുറമേ, പൊതുവായ ഒരു തെറ്റിദ്ധാരണയുടെ മറ്റൊരു ഉദാഹരണമാണ് ആദർശ വാതക നിയമം അല്ലെങ്കിൽ ഹുക്കിന്റെ നിയമം ഉപയോഗിക്കുന്നത്.