Kuptimi i Ligjit të Ohmit
Studioni gjithashtu materialin mbi pyetjet shembullore mbi ligjin e Ohmit dhe diskutimin e pyetjeve mbi ligjin e Ohmit.
Në pothuajse të gjithë përçuesit metalikë, fushë elektrike sebanding me anë të dendësia e rrymës elektrike, ku raporti i fushës elektrike me dendësinë e rrymës elektrike është konstant. Shprehet matematikisht përmes ekuacionit:
ρ = E / J
Përshkrim: E = fushë elektrike, ρ = rezistenca, J = dendësia e rrymës elektrike.
Konstanta e proporcionalitetit ρ quhet rezistencë specifike ose rezistencë, vlera e së cilës është konstante dhe nuk varet nga fusha elektrike që prodhon rrymën elektrike.
Nëse fusha elektrike rritet, dendësia e rrymës elektrike gjithashtu rritet, dhe anasjelltas, nëse fusha elektrike zvogëlohet, dendësia e rrymës elektrike gjithashtu zvogëlohet, kështu që raporti i fushës elektrike me dendësinë e rrymës elektrike është konstant. Ky është një pohim i ligjit të Ohmit . Pra, ekuacioni i mësipërm shpjegon ligjin e Ohmit vetëm kur ρ është konstant dhe i pavarur nga fusha elektrike. Ligji i Ohmit nuk zbatohet nëse vlera e ρ ndryshon kur ndryshon fusha elektrike.
Megjithatë, është më e lehtë të matet potenciali elektrik (V) sesa fusha elektrike (E), dhe është gjithashtu më e lehtë të matet rryma elektrike (I) sesa dendësia e rrymës elektrike (J). Prandaj, përveçse shprehet në terma të fushës elektrike , dendësisë së rrymës elektrike dhe rezistencës (ρ), ligji i Ohmit shprehet edhe në terma të potencialit elektrik , rrymës elektrike dhe rezistencës elektrike (R).
Së pari, merrni në konsideratë një përcjellës teli që ka një gjatësi (l), sipërfaqe prerjeje tërthore (A) dhe ka një ndryshim potenciali elektrik (V) midis dy skajeve të telit. Nëse fusha elektrike është homogjene, pra e njëjtë në të gjithë sipërfaqen, atëherë marrëdhënia midis fushës elektrike dhe ndryshimit të potencialit elektrik shprehet në ekuacionin V = Es ( ky ekuacion është diskutuar në materialin e potencialit elektrik ). Nëse dendësia e rrymës elektrike është homogjene, pra e njëjtë në të gjithë sipërfaqen, atëherë marrëdhënia midis dendësisë së rrymës elektrike dhe rrymës elektrike shprehet në ekuacionin I = JA ( ky ekuacion është diskutuar në materialin e rrymës elektrike ).
Për të përftuar një ekuacion që shpreh marrëdhënien midis potencialit elektrik (V), rrymës elektrike (I) dhe rezistencës elektrike (R), zëvendësoni E dhe J në ekuacionin e rezistencës me E në ekuacionin e potencialit elektrik dhe J në ekuacionin e rrymës elektrike:
Ky është një ekuacion që shpjegon marrëdhënien midis potencialit elektrik (V), rrymës elektrike (I) dhe rezistencës elektrike (R) në një përcjellës. Bazuar në këtë ekuacion, mund të thuhet se rezistenca elektrike në një përcjellës është raporti i ndryshimit të potencialit elektrik me rrymën elektrike në përcjellës.
Ligji i Ohmit thotë se raporti i ndryshimit të potencialit elektrik me rrymën elektrike është konstant. Me fjalë të tjera, ky ekuacion shpjegon ligjin e Ohmit vetëm kur rezistenca elektrike (R) është konstante. Ligji i Ohmit nuk zbatohet nëse rezistenca elektrike nuk është konstante, d.m.th., ajo ndryshon.
Në nxjerrjen e ekuacionit të mësipërm, rezistenca elektrike (R) e një përçuesi lidhet gjithashtu me rezistencën specifike (ρ), gjatësinë e përçuesit (l) dhe sipërfaqen e prerjes tërthore (A) të përçuesit. Matematikisht, kjo shprehet në ekuacionin:
Ky ekuacion diskutohet më hollësisht në artikullin mbi rezistencën elektrike.
Formula e Ligjit të Ohmit
Ligji i Ohmit shpjegohet nga dy ekuacione, përkatësisht ρ = E/J dhe R = V/I. Duhet theksuar se këto dy ekuacione janë ekuacione të ligjit të Ohmit vetëm kur ρ është konstant dhe R është konstant. Nëse ρ dhe R i një përcjellësi ndryshojnë, këto dy ekuacione nuk e shpjegojnë ligjin e Ohmit, por ρ = E/J shpjegon rezistencën specifike të një përcjellësi dhe R = V/I shpjegon rezistencën elektrike të një përcjellësi.
Ekuacioni ρ = E/J mund të shkruhet si E = ρJ. Kur ρ është konstant, atëherë E është drejtpërdrejt proporcional me J, që do të thotë se nëse E rritet, atëherë J rritet ose nëse E zvogëlohet, atëherë J zvogëlohet.
Po kështu, ekuacioni R = V/I mund të shkruhet si V = I/R. Kur R është konstant, V është drejtpërdrejt proporcional me I, që do të thotë se nëse V rritet, I rritet, ose nëse V zvogëlohet, I zvogëlohet.
Materialet që i binden ligjit të Ohmit quhen omikë, ndërsa materialet që nuk i binden ligjit të Ohmit quhen joomikë. Pothuajse të gjithë përçuesit metalikë janë omikë, ndërsa shumë materiale të tjera janë joomikë.
Në materialet jo-omike, rezistenca elektrike nuk është konstante, por ndryshon në varësi të ndryshimit të rrymës dhe potencialit. Kjo do të thotë që nëse rryma ndryshon, ndryshon edhe rezistenca e materialit, dhe po kështu, nëse ndryshon tensioni, ndryshon edhe rezistenca e materialit. Meqenëse rezistenca elektrike ndryshon, në materialet jo-omike, tensioni (V) nuk është drejtpërdrejt proporcional me rrymën (I).
Grafikët V, I dhe R
Në materialet omike, raporti i V me I është konstant, i përfaqësuar nga një vijë e drejtë. Shembuj të materialeve omike janë përçuesit metalikë. Ndërkohë, në materialet joomike, raporti i V me I nuk është konstant, i përfaqësuar nga një vijë e lakuar. Shembuj të materialeve joomike janë diodat dhe transistorët gjysmëpërçues.
Ligji i Ohmit zbatohet vetëm për materialet omike dhe jo për të gjitha materialet, kështu që është e pasaktë ta quajmë ligj si ligjet e Njutonit ose ligjet e tjera të fizikës. Ligjet e fizikës në fakt zbatohen për të gjitha objektet, jo vetëm për objekte të caktuara. Megjithatë, përdorimi i ligjit të Ohmit është bërë një praktikë e zakonshme, kështu që ai ende quhet ligji i Ohmit, për sa kohë që mbahet mend se ligji i Ohmit zbatohet vetëm për objektet omike. Përveç ligjit të Ohmit, një shembull tjetër i një keqkuptimi të zakonshëm është përdorimi i ligjit të gazit ideal ose ligjit të Hukut.
