Фаҳмидани қонуни Ом
Инчунин маводро дар бораи саволҳои намунавӣ оид ба қонуни Ом ва муҳокимаи саволҳои қонуни Ом омӯзед.
Қариб дар ҳамаи ноқилҳои металлӣ, майдони барқӣ себандинг денган Зичии ҷараёни барқӣ, ки дар он таносуби майдони электрикӣ ба зичии ҷараёни электрикӣ доимӣ аст. Ба таври математикӣ тавассути муодилаи зерин ифода карда мешавад:
ρ = E / J
Тавсиф: E = майдони барқӣ, ρ = муқовимат, J = зичии ҷараёни барқӣ.
Доимии мутаносибӣ ρ муқовимати мушаххас ё муқовимат номида мешавад, ки арзиши он доимӣ аст ва аз майдони электрикие, ки ҷараёни электрикиро ба вуҷуд меорад, вобаста нест.
Агар майдони электрикӣ зиёд шавад, зичии ҷараёни электрикӣ низ меафзояд, баръакс, агар майдони электрикӣ кам шавад, зичии ҷараёни электрикӣ низ кам мешавад, бинобар ин таносуби майдони электрикӣ ба зичии ҷараёни электрикӣ доимӣ аст. Ин изҳороти қонуни Ом аст . Пас, муодилаи дар боло овардашуда қонуни Омро танҳо вақте шарҳ медиҳад, ки ρ доимӣ ва аз майдони электрикӣ мустақил бошад. Қонуни Ом агар арзиши ρ ҳангоми тағирёбии майдони электрикӣ тағир ёбад, татбиқ намешавад.
Аммо, чен кардани потенсиали электрикӣ (V) нисбат ба майдони электрикӣ (E) осонтар аст ва инчунин чен кардани ҷараёни электрикӣ (I) нисбат ба зичии ҷараёни электрикӣ (J) осонтар аст. Аз ин рӯ, қонуни Ом, илова бар он ки бо истифода аз майдони электрикӣ , зичии ҷараёни электрикӣ ва муқовимат (ρ) ифода карда мешавад, инчунин бо истифода аз потенсиали электрикӣ , ҷараёни электрикӣ ва муқовимати электрикӣ (R) ифода карда мешавад.
Аввалан, ноқилеро дида бароед, ки дарозӣ (l), масоҳати буриши арзии он (A) дорад ва байни ду нӯги сим фарқи потенсиали электрикӣ (V) мавҷуд аст. Агар майдони электрикӣ якхела бошад, яъне дар тамоми сим якхела бошад, пас робитаи байни майдони электрикӣ ва фарқи потенсиали электрикӣ дар муодилаи V = Es ифода карда мешавад ( ин муодила дар маводи потенсиали электрикӣ баррасӣ шудааст ). Агар зичии ҷараёни электрикӣ якхела бошад, яъне дар тамоми сим якхела бошад, пас робитаи байни зичии ҷараёни электрикӣ ва ҷараёни электрикӣ дар муодилаи I = JA ифода карда мешавад ( ин муодила дар маводи ҷараёни электрикӣ баррасӣ шудааст ).
Барои ба даст овардани муодилае, ки робитаи байни потенсиали электрикӣ (V), ҷараёни электрикӣ (I) ва муқовимати электрикӣ (R)-ро ифода мекунад, E ва J-ро дар муодилаи муқовимат бо E дар муодилаи потенсиали электрикӣ ва J-ро дар муодилаи ҷараёни электрикӣ иваз кунед:
Ин муодилаест, ки робитаи байни потенсиали электрикӣ (V), ҷараёни электрикӣ (I) ва муқовимати электрикӣ (R)-ро дар ноқил шарҳ медиҳад. Бар асоси ин муодила, метавон гуфт, ки муқовимати электрикӣ дар ноқил нисбати фарқи потенсиали электрикӣ ба ҷараёни электрикӣ дар ноқил аст.
Қонуни Ом мегӯяд, ки таносуби фарқи потенсиали электрикӣ ба ҷараёни электрикӣ як чизи доимӣ аст. Ба ибораи дигар, ин муодила қонуни Омро танҳо вақте шарҳ медиҳад, ки муқовимати электрикӣ (R) доимӣ бошад. Қонуни Ом агар муқовимати электрикӣ доимӣ набошад, яъне тағйир ёбад, татбиқ намешавад.
Дар натиҷаи муодилаи боло, муқовимати электрикӣ (R)-и ноқил инчунин бо муқовимати хос (ρ), дарозии ноқил (l) ва масоҳати буриши арзии (A)-и ноқил алоқаманд аст. Аз нигоҳи математикӣ, ин дар муодилаи зерин ифода карда мешавад:
Ин муодила дар мақола дар бораи муқовимати барқӣ муфассалтар баррасӣ шудааст.
Формулаи қонуни Ом
Қонуни Ом бо ду муодила, яъне ρ = E/J ва R = V/I, шарҳ дода мешавад. Бояд қайд кард, ки ин ду муодила танҳо вақте муодилаҳои қонуни Ом мебошанд, ки ρ доимӣ ва R доимӣ бошад. Агар ρ ва R-и ноқил тағйир ёбанд, ин ду муодила қонуни Омро шарҳ намедиҳанд, балки ρ = E/J муқовимати хоси ноқилро ва R = V/I муқовимати электрикии ноқилро шарҳ медиҳанд.
Муодилаи ρ = E/J-ро метавон чунин навишт: E = ρ J. Вақте ки ρ доимӣ аст, E ба J мутаносиб аст, яъне агар E зиёд шавад, J зиёд мешавад ё агар E кам шавад, J кам мешавад.
Ба ҳамин монанд, муодилаи R = V/I-ро метавон чунин навишт: V = I R. Вақте ки R доимӣ аст, V ба I мутаносиб аст, яъне агар V зиёд шавад, I меафзояд ё агар V кам шавад, I кам мешавад.
Маводҳое, ки ба қонуни Ом итоат мекунанд, омӣ номида мешаванд, дар ҳоле ки маводҳое, ки ба қонуни Ом итоат намекунанд, ғайриомӣ номида мешаванд. Қариб ҳамаи ноқилҳои металлӣ омӣ мебошанд, дар ҳоле ки бисёр маводҳои дигар ғайриомӣ мебошанд.
Дар маводҳои ғайриомӣ, муқовимати барқӣ доимӣ нест, балки вобаста ба фарқияти ҷараён ва потенсиал фарқ мекунад. Ин маънои онро дорад, ки агар ҷараён тағйир ёбад, муқовимати мавод низ тағйир меёбад ва ба ҳамин монанд, агар шиддат тағйир ёбад, муқовимати мавод низ тағйир меёбад. Азбаски муқовимати барқӣ фарқ мекунад, дар маводҳои ғайриомӣ, шиддат (V) ба ҷараён (I) мустақиман мутаносиб нест.
Графикҳои V, I ва R
Дар маводҳои омӣ, таносуби V ба I доимӣ буда, бо хати рост нишон дода мешавад. Мисолҳои маводҳои омӣ ноқилҳои металлӣ мебошанд. Дар айни замон, дар маводҳои ғайриомӣ, таносуби V ба I доимӣ нест ва бо хати каҷ нишон дода мешавад. Мисолҳои маводҳои ғайриомӣ диодҳои нимноқил ва транзисторҳо мебошанд.
Қонуни Ом танҳо ба маводҳои омӣ дахл дорад ва на ба ҳама маводҳо, аз ин рӯ, онро қонуне ба мисли қонунҳои Нютон ё дигар қонунҳои физика номидан нодуруст аст. Қонунҳои физика дар асл ба ҳама объектҳо дахл доранд, на танҳо ба объектҳои муайян. Аммо, истифодаи қонуни Ом ба як амалияи маъмулӣ табдил ёфтааст, аз ин рӯ, онро то ҳол қонуни Ом меноманд, ба шарте ки дар хотир дошта бошед, ки қонуни Ом танҳо ба объектҳои омӣ дахл дорад. Ғайр аз қонуни Ом, мисоли дигари як тасаввуроти нодурусти маъмул истифодаи қонуни гази идеалӣ ё қонуни Гук мебошад.
