Përkufizimi i ligjit të Ohmit
Në pothuajse të gjithë përçuesit metalikë, fusha elektrike është proporcionale me dendësinë e rrymës elektrike, ku raporti i fushës elektrike me dendësinë e rrymës elektrike është konstant. Shprehet matematikisht përmes ekuacionit:
ρ = E / J
E = fusha elektrike , ρ = rezistenca , J = dendësia e rrymës
Konstantja ρ quhet rezistencë, vlera e së cilës është konstante dhe nuk varet nga fusha elektrike që shkakton rrymën elektrike.
Nëse fusha elektrike rritet, dendësia e rrymës elektrike gjithashtu rritet, ndërsa nëse fusha elektrike zvogëlohet, dendësia e rrymës elektrike gjithashtu zvogëlohet,
në mënyrë që raporti i fushës elektrike me dendësinë e rrymës elektrike të jetë konstant. Ky është pohimi ligjor i Ohmit. Pra, ekuacioni i mësipërm shpjegon ligjin e Ohmit vetëm kur ρ është konstant dhe nuk varet 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 një fushë elektrike (E), kështu që është gjithashtu më e lehtë të matet rryma elektrike (I) sesa dendësia e rrymës elektrike (J). Prandaj, përveçse shprehet në fushën elektrike, dendësinë e rrymës elektrike dhe rezistencën (ρ), ligji i Ohmit shprehet edhe në potencial elektrik, rrymë elektrike dhe rezistencë elektrike (R).
Së pari, shqyrtoni një përcjellës teli që ka një gjatësi (l), një sipërfaqe prerjeje tërthore (A) dhe një ndryshim potenciali elektrik (V) midis dy skajeve të telit. Nëse fusha elektrike homogjene është e njëjtë, atëherë marrëdhënia midis fushës elektrike dhe ndryshimit të potencialit elektrik shprehet në ekuacionin V = Es (ky ekuacion është diskutuar në potencialin elektrik). Nëse dendësia e rrymave elektrike homogjene është e njëjtë,
atëherë marrëdhënia midis rrymës elektrike dhe dendësisë së rrymës elektrike shprehet në ekuacionin I = JA (ky ekuacion është diskutuar në temën 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 një krahasim i ndryshimit të potencialit elektrik me rrymën elektrike në përcjellës.
Ligji i Ohmit thotë se raporti midis diferencës së potencialit elektrik dhe një rryme 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.
Në ekuacionin e mësipërm, rezistenca elektrike (R) në një përcjellës ka gjithashtu një lidhje me rezistencën (ρ), gjatësinë e përcjellësit (l) dhe sipërfaqen e prerjes tërthore (A) të përcjellësit. Shprehet matematikisht në ekuacionin:
Ekuacioni i ligjit të Ohmit
Ligji i Ohmit shpjegohet nga dy ekuacione, përkatësisht ρ = E/J dhe R = V/I. Duhet të mbahet mend 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 e një lloji 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, E është proporcionale 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, atëherë V është drejtpërdrejt proporcional me I, që do të thotë se nëse V rritet, atëherë I rritet ose nëse V zvogëlohet, atëherë I zvogëlohem.
Materiali që i bindet ligjit të Ohmit thuhet se është omik, ndërsa materiali që nuk i bindet ligjit të Ohmit thuhet se është joomik. Pothuajse të gjithë përçuesit metalikë janë omikë, ndërsa shumë objekte të tjera janë joomikë.
Në objektet jo-omike, rezistenca elektrike nuk është konstante dhe varet nga rryma elektrike dhe ndryshimi i potencialit elektrik. Kjo do të thotë që nëse rryma elektrike ndryshon, atëherë ndryshon edhe rezistenca elektrike e materialit, si dhe nëse ndryshon tensioni elektrik, atëherë ndryshon edhe rezistenca elektrike e materialit. Për shkak të ndryshimeve të rezistencës elektrike sesa në materien jo-omike, tensioni elektrik (V) nuk është drejtpërdrejt proporcional me rrymën elektrike (I).
Grafiku V, I dhe R
Në materien omike, raporti V me I është konstant, i cili përfaqësohet nga një vijë e drejtë. Një shembull i materialit omik është një përçues metalik. Ndërkohë, në materien joomike, raporti i V me I nuk është konstant, i cili përfaqësohet nga një vijë e lakuar. Shembuj të materialeve joomike janë diodat dhe transistorët gjysmëpërçues.
Ligji i Ohmit zbatohet vetëm për materialet omike dhe nuk zbatohet për të gjithë materien, kështu që është e papërshtatshme të thuhen ligje të tilla si ligji i Njutonit ose ligje të tjera fizike. Ligji fizik në fakt zbatohet për të gjitha objektet, jo vetëm për objekte të caktuara. Por përmendja e ligjit të Ohmit është bërë zakon, kështu që ende quhet ligji i Ohmit, me kusht që të mbahet mend se ligji i Ohmit zbatohet vetëm për objektet omike.
