Разумевање Омовог закона
Такође проучите материјал о примерима питања из Омовог закона и дискусију о питањима из Омовог закона.
У скоро свим металним проводницима, електрично поље себандинг са густина електричне струје, где је однос електричног поља и густине електричне струје константан. Математички изражено једначином:
ρ = E / J
Опис: E = електрично поље, ρ = отпорност, J = густина електричне струје.
Константа пропорционалности ρ назива се специфични отпор или резистивност, чија је вредност константна и не зависи од електричног поља које производи електричну струју.
Ако се електрично поље повећа, густина електричне струје се такође повећава, обрнуто, ако се електрично поље смањи, густина електричне струје се такође смањује, тако да је однос електричног поља и густине електричне струје константан. Ово је изјава Омовог закона . Дакле, горња једначина објашњава Омов закон само када је ρ константно и независно од електричног поља. Омов закон не важи ако се вредност ρ мења када се електрично поље мења.
Међутим, лакше је измерити електрични потенцијал (V) него електрично поље (E), а такође је лакше измерити електричну струју (I) него густину електричне струје (J). Стога, поред тога што се изражава преко електричног поља , густине електричне струје и отпорности (ρ), Омов закон се изражава и преко електричног потенцијала , електричне струје и електричног отпора (R).
Прво, размотримо жичани проводник који има дужину (l), површину попречног пресека (A) и постоји разлика електричног потенцијала (V) између два краја жице. Ако је електрично поље хомогено, односно исто свуда, онда је веза између електричног поља и разлике електричног потенцијала изражена једначином V = E s ( ова једначина је разматрана у материјалу о електричном потенцијалу ). Ако је густина електричне струје хомогена, односно иста свуда, онда је веза између густине електричне струје и електричне струје изражена једначином I = JA ( ова једначина је разматрана у материјалу о електричној струји ).
Да бисте добили једначину која показује везу између електричног потенцијала (V), електричне струје (I) и електричног отпора (R), замените E и J у једначини отпора са E у једначини електричног потенцијала и J у једначини електричне струје:
Ово је једначина која објашњава везу између електричног потенцијала (V), електричне струје (I) и електричног отпора (R) у проводнику. На основу ове једначине може се рећи да је електрични отпор у проводнику однос разлике електричног потенцијала и електричне струје у проводнику.
Омов закон каже да је однос разлике електричног потенцијала и електричне струје константан. Другим речима, ова једначина објашњава Омов закон само када је електрични отпор (R) константан. Омов закон не важи ако електрични отпор није константан, тј. ако се мења.
У извођењу горње једначине, електрични отпор (R) проводника је такође повезан са специфичним отпором (ρ), дужином проводника (l) и површином попречног пресека (A) проводника. Математички, ово се изражава једначином:
Ова једначина је детаљније размотрена у чланку о електричном отпору.
Формула Омовог закона
Омов закон се објашњава помоћу две једначине, наиме ρ = E/J и R = V/I. Треба напоменути да су ове две једначине једначине Омовог закона само када је ρ константно и R је константно. Ако се ρ и R проводника промене, ове две једначине не објашњавају Омов закон, али ρ = E/J објашњава специфични отпор проводника, а R = V/I објашњава електрични отпор проводника.
Једначина ρ = E/J може се написати као E = ρ J. Када је ρ константно, онда је E директно пропорционално J, што значи да ако се E повећава, онда се J повећава или ако се E смањује, онда се J смањује.
Слично томе, једначина R = V/I може се написати као V = I R. Када је R константан, V је директно пропорционалан I, што значи да ако се V повећава, I се повећава, или ако се V смањује, I се смањује.
Материјали који поштују Омов закон називају се омским, док се материјали који га не поштују називају неомским. Скоро сви метални проводници су омски, док су многи други материјали неомски.
Код неомских материјала, електрични отпор није константан, већ варира у зависности од струје и потенцијалне разлике. То значи да ако се струја промени, мења се и отпор материјала, а слично томе, ако се напон промени, мења се и отпор материјала. Пошто се електрични отпор мења, код неомских материјала, напон (V) није директно пропорционалан струји (I).
V, I и R графикони
Код омских материјала, однос V и I је константан, представљен правом линијом. Примери омских материјала су метални проводници. У међувремену, код неомских материјала, однос V и I није константан, представљен закривљеном линијом. Примери неомских материјала су полупроводничке диоде и транзистори.
Омов закон се примењује само на омске материјале, а не на све материјале, тако да је погрешно називати га законом попут Њутнових закона или других закона физике. Закони физике заправо се примењују на све објекте, не само на одређене објекте. Међутим, употреба Омовог закона је постала уобичајена пракса, па се и даље назива Омов закон, све док се има у виду да се Омов закон примењује само на омске објекте. Поред Омовог закона, још један пример уобичајене заблуде је употреба закона идеалног гаса или Хуковог закона.
