Омын хуулийг ойлгох нь
Мөн Омын хуулийн жишээ асуултууд болон Омын хуулийн асуултуудын хэлэлцүүлгийн материалыг судлаарай .
Бараг бүх металл дамжуулагчдад, цахилгаан орон пропорциональ цахилгаан гүйдлийн нягтрал, энд цахилгаан орны цахилгаан гүйдлийн нягтралтай харьцуулсан харьцаа тогтмол байна. Математикийн хувьд дараах тэгшитгэлээр илэрхийлнэ:
ρ = E / J
Тайлбар: E = цахилгаан орон, ρ = эсэргүүцэл, J = цахилгаан гүйдлийн нягтрал.
Пропорциональ тогтмол ρ-г хувийн эсэргүүцэл буюу эсэргүүцэл гэж нэрлэдэг бөгөөд түүний утга нь тогтмол бөгөөд цахилгаан гүйдэл үүсгэдэг цахилгаан талбараас хамаардаггүй.
Хэрэв цахилгаан орон нэмэгдвэл цахилгаан гүйдлийн нягтрал мөн нэмэгддэг бөгөөд эсрэгээрээ, хэрэв цахилгаан орон буурвал цахилгаан гүйдлийн нягтрал мөн буурдаг тул цахилгаан орны цахилгаан гүйдлийн нягтралтай харьцуулсан харьцаа тогтмол байна. Энэ бол Омын хуулийн мэдэгдэл юм . Тиймээс дээрх тэгшитгэл нь ρ тогтмол бөгөөд цахилгаан орноос хамааралгүй үед л Омын хуулийг тайлбарладаг. Цахилгаан орон өөрчлөгдөхөд ρ-ийн утга өөрчлөгдвөл Омын хууль үйлчлэхгүй.
Гэсэн хэдий ч цахилгаан орон (E)-ээс цахилгаан потенциал (V)-ыг хэмжих нь илүү хялбар бөгөөд цахилгаан гүйдлийн нягтрал (J)-ээс цахилгаан гүйдэл (I)-ийг хэмжих нь илүү хялбар байдаг. Тиймээс Омын хууль нь цахилгаан орон , цахилгаан гүйдлийн нягтрал ба эсэргүүцэл (ρ)-ээр илэрхийлэгдэхээс гадна цахилгаан потенциал , цахилгаан гүйдэл ба цахилгаан эсэргүүцэл (R) -ээр илэрхийлэгддэг .
Нэгдүгээрт, урт (l), хөндлөн огтлолын талбай (A), утасны хоёр үзүүрийн хооронд цахилгаан потенциалын зөрүү (V) байгаа утсан дамжуулагчийг авч үзье. Хэрэв цахилгаан орон нэгэн төрлийн, өөрөөр хэлбэл бүх хэсэгтээ ижил байвал цахилгаан орон ба цахилгаан потенциалын зөрүүний хоорондын хамаарлыг V = E s тэгшитгэлд илэрхийлнэ ( энэ тэгшитгэлийг цахилгаан потенциалын материалд авч үзсэн ). Хэрэв цахилгаан гүйдлийн нягтрал нэгэн төрлийн, өөрөөр хэлбэл бүх хэсэгтээ ижил байвал цахилгаан гүйдлийн нягтрал ба цахилгаан гүйдлийн хоорондын хамаарлыг I = JA тэгшитгэлд илэрхийлнэ ( энэ тэгшитгэлийг цахилгаан гүйдлийн материалд авч үзсэн ).
Цахилгаан потенциал (V), цахилгаан гүйдэл (I) ба цахилгаан эсэргүүцэл (R) хоорондын хамаарлыг илэрхийлсэн тэгшитгэлийг олж авахын тулд эсэргүүцлийн тэгшитгэл дэх E ба J-г цахилгаан потенциалын тэгшитгэл дэх E, цахилгаан гүйдлийн тэгшитгэл дэх J-ээр солино уу:
Энэ нь дамжуулагч дахь цахилгаан потенциал (V), цахилгаан гүйдэл (I) ба цахилгаан эсэргүүцэл (R) хоорондын хамаарлыг тайлбарласан тэгшитгэл юм. Энэ тэгшитгэл дээр үндэслэн дамжуулагч дахь цахилгаан эсэргүүцэл нь цахилгаан потенциалын зөрүүний дамжуулагч дахь цахилгаан гүйдэлтэй харьцуулсан харьцаа юм гэж хэлж болно.
Омын хууль нь цахилгаан потенциалын зөрүүний цахилгаан гүйдэлтэй харьцуулсан харьцаа нь тогтмол утга гэж заасан байдаг. Өөрөөр хэлбэл, энэ тэгшитгэл нь зөвхөн цахилгаан эсэргүүцэл (R) тогтмол байх үед Омын хуулийг тайлбарладаг. Хэрэв цахилгаан эсэргүүцэл тогтмол биш, өөрөөр хэлбэл хэлбэлздэг бол Омын хууль үйлчлэхгүй.
Дээрх тэгшитгэлийн гаргалгаанд дамжуулагчийн цахилгаан эсэргүүцэл (R) нь мөн хувийн эсэргүүцэл (ρ), дамжуулагчийн урт (l) болон дамжуулагчийн хөндлөн огтлолын талбай (A)-тай холбоотой. Математикийн хувьд үүнийг дараах тэгшитгэлээр илэрхийлнэ:
Энэ тэгшитгэлийг цахилгаан эсэргүүцлийн тухай нийтлэлд илүү дэлгэрэнгүй авч үзнэ.
Омын хуулийн томъёо
Омын хуулийг ρ = E/J ба R = V/I гэсэн хоёр тэгшитгэлээр тайлбарладаг. Эдгээр хоёр тэгшитгэл нь зөвхөн ρ тогтмол, R тогтмол байх үед л Омын хуулийн тэгшитгэл болохыг тэмдэглэх нь зүйтэй. Хэрэв дамжуулагчийн ρ ба R өөрчлөгдвөл эдгээр хоёр тэгшитгэл нь Омын хуулийг тайлбарлахгүй, харин ρ = E/J нь дамжуулагчийн хувийн эсэргүүцлийг , R = V/I нь дамжуулагчийн цахилгаан эсэргүүцлийг тайлбарладаг.
ρ = E/J тэгшитгэлийг E = ρ J гэж бичиж болно. ρ тогтмол үед E нь J-тэй шууд пропорциональ байна, өөрөөр хэлбэл E нэмэгдвэл J нэмэгдэнэ эсвэл E буурвал J буурна.
Үүнтэй адилаар R = V/I тэгшитгэлийг V = I R гэж бичиж болно. R тогтмол үед V нь I-тэй шууд пропорциональ байна, өөрөөр хэлбэл V нэмэгдвэл I нэмэгдэнэ, эсвэл V буурвал I буурна.
Омын хуульд захирагддаг материалыг омтой гэж нэрлэдэг бол Омын хуульд захирагддаггүй материалыг омгүй гэж нэрлэдэг. Бараг бүх металл дамжуулагч нь омтой байдаг бол бусад олон материал нь омгүй байдаг.
Ом бус материалын цахилгаан эсэргүүцэл нь тогтмол биш боловч гүйдэл болон потенциалын зөрүүнээс хамаарч өөрчлөгддөг. Энэ нь гүйдэл өөрчлөгдвөл материалын эсэргүүцэл бас өөрчлөгддөг бөгөөд үүнтэй адил хүчдэл өөрчлөгдвөл материалын эсэргүүцэл бас өөрчлөгддөг гэсэн үг юм. Цахилгаан эсэргүүцэл харилцан адилгүй байдаг тул ом бус материалын хүчдэл (V) нь гүйдэл (I)-тэй шууд пропорциональ биш юм.
V, I ба R графикууд
Ом материалын хувьд V-ийн I-ийн харьцаа нь тогтмол бөгөөд шулуун шугамаар илэрхийлэгддэг. Ом материалын жишээ бол металл дамжуулагч юм. Үүний зэрэгцээ, ом бус материалын хувьд V-ийн I-ийн харьцаа нь тогтмол биш бөгөөд муруй шугамаар илэрхийлэгддэг. Ом бус материалын жишээ бол хагас дамжуулагч диод ба транзистор юм.
Омын хууль нь зөвхөн ом материалд хамаарах бөгөөд бүх материалд хамаарахгүй тул үүнийг Ньютоны хууль эсвэл физикийн бусад хуулиуд шиг хууль гэж нэрлэх нь буруу юм. Физикийн хуулиуд нь зөвхөн тодорхой объектуудад төдийгүй бүх объектуудад хамаарна. Гэсэн хэдий ч Омын хуулийг ашиглах нь түгээмэл болсон тул Омын хууль зөвхөн ом объектуудад хамаарна гэдгийг санаж байгаа л бол үүнийг Омын хууль гэж нэрлэдэг хэвээр байна. Омын хуулиас гадна нийтлэг буруу ойлголтын бас нэг жишээ бол идеал хийн хууль эсвэл Гукийн хуулийг ашиглах явдал юм.
