Pag-unawa sa Batas ni Ohm
Pag-aralan din ang materyal tungkol sa mga halimbawang tanong sa batas ni Ohm at ang talakayan ng mga tanong sa batas ni Ohm.
Sa halos lahat ng konduktor na metal, larangan ng kuryente sebanding dengan densidad ng kuryente, kung saan ang ratio ng electric field sa densidad ng electric current ay pare-pareho. Sa matematikal na paraan, ipinapahayag ito sa pamamagitan ng equation:
ρ = E / J
Paglalarawan: E = electric field, ρ = resistivity, J = densidad ng kuryente.
Ang proportionality constant na ρ ay tinatawag na specific resistance o resistivity, na ang halaga ay constant at hindi nakadepende sa electric field na lumilikha ng electric current.
Kung tataas ang electric field, tataas din ang electric current density, sa kabaligtaran, kung bababa ang electric field, bababa rin ang electric current density, kaya ang ratio ng electric field sa electric current density ay pare-pareho. Ito ay isang pahayag ng batas ni Ohm . Kaya ang equation sa itaas ay nagpapaliwanag lamang sa batas ni Ohm kapag ang ρ ay pare-pareho at independiyente sa electric field. Ang batas ni Ohm ay hindi nalalapat kung ang halaga ng ρ ay nagbabago kapag nagbago ang electric field.
Gayunpaman, mas madaling sukatin ang electric potential (V) kaysa sa electric field (E), at mas madali ring sukatin ang electric current (I) kaysa sa electric current density (J). Samakatuwid, bukod sa ipinapahayag sa mga tuntunin ng electric field , electric current density at resistivity (ρ), ang batas ni Ohm ay ipinapahayag din sa mga tuntunin ng electric potential , electric current at electrical resistance (R).
Una, isaalang-alang ang isang wire conductor na may haba (l), cross-sectional area (A) at mayroong electric potential difference (V) sa pagitan ng dalawang dulo ng wire. Kung ang electric field ay homogenous, o pareho sa kabuuan, ang ugnayan sa pagitan ng electric field at ng electric potential difference ay ipinapahayag sa equation na V = E s ( ang equation na ito ay tinalakay na sa electric potential material ). Kung ang electric current density ay homogenous, o pareho sa kabuuan, ang ugnayan sa pagitan ng electric current density at ng electric current ay ipinapahayag sa equation na I = JA ( ang equation na ito ay tinalakay na sa electric current material ).
Para makakuha ng equation na nagsasaad ng ugnayan sa pagitan ng electric potential (V), electric current (I) at electric resistance (R), palitan ang E at J sa resistance equation ng E sa electric potential equation at J sa electric current equation:
Ito ay isang ekwasyon na nagpapaliwanag ng ugnayan sa pagitan ng electric potential (V), electric current (I) at electrical resistance (R) sa isang konduktor. Batay sa ekwasyon na ito, masasabi na ang electrical resistance sa isang konduktor ay ang ratio ng electric potential difference sa electric current sa konduktor.
Nakasaad sa batas ni Ohm na ang ratio ng electrical potential difference sa electrical current ay isang constant. Sa madaling salita, ipinapaliwanag lamang ng equation na ito ang batas ni Ohm kapag ang electrical resistance (R) ay constant. Hindi naaangkop ang batas ni Ohm kung ang electrical resistance ay hindi constant, ibig sabihin, ito ay nag-iiba-iba.
Sa paghalaw ng ekwasyon sa itaas, ang resistensyang elektrikal (R) ng isang konduktor ay nauugnay din sa tiyak na resistensya (ρ), ang haba ng konduktor (l) at ang cross-sectional area (A) ng konduktor. Sa matematika, ito ay ipinapahayag sa ekwasyon:
Ang ekwasyong ito ay tinalakay nang mas detalyado sa artikulo tungkol sa electrical resistance.
Pormula ng Batas ni Ohm
Ang batas ni Ohm ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng dalawang ekwasyon, katulad ng ρ = E/J at R = V/I. Dapat tandaan na ang dalawang ekwasyon na ito ay mga ekwasyon ng batas ni Ohm lamang kapag ang ρ ay pare-pareho at ang R ay pare-pareho. Kung magbabago ang ρ at R ng isang konduktor, hindi ipinapaliwanag ng dalawang ekwasyon na ito ang batas ni Ohm, ngunit ang ρ = E/J ay nagpapaliwanag ng tiyak na resistensya ng isang konduktor at ang R = V/I ay nagpapaliwanag ng elektrikal na resistensya ng isang konduktor.
Ang ekwasyon na ρ = E/J ay maaaring isulat bilang E = ρ J. Kapag ang ρ ay pare-pareho, ang E ay direktang proporsyonal sa J, ibig sabihin kung ang E ay tataas ay tataas din ang J o kung ang E ay bababa ay bababa rin ang J.
Gayundin, ang ekwasyon na R = V/I ay maaaring isulat bilang V = I R. Kapag ang R ay pare-pareho, ang V ay direktang proporsyonal sa I, ibig sabihin ay kung tataas ang V, tataas din ang I, o kung bababa ang V, bababa rin ang I.
Ang mga materyales na sumusunod sa batas ni Ohm ay sinasabing ohmic, habang ang mga materyales na hindi sumusunod sa batas ni Ohm ay sinasabing nonohmic. Halos lahat ng metallic conductor ay ohmic, habang ang maraming iba pang mga materyales ay nonohmic.
Sa mga materyales na hindi ohmic, ang resistensyang elektrikal ay hindi pare-pareho, ngunit nag-iiba depende sa kasalukuyang at potensyal na pagkakaiba. Nangangahulugan ito na kung magbabago ang kasalukuyang, magbabago rin ang resistensya ng materyal, at gayundin, kung magbabago ang boltahe, magbabago rin ang resistensya ng materyal. Dahil nag-iiba ang resistensyang elektrikal, sa mga materyales na hindi ohmic, ang boltahe (V) ay hindi direktang proporsyonal sa kasalukuyang (I).
Mga graph na V, I at R
Sa mga materyales na ohmic, ang ratio ng V sa I ay constant, na kinakatawan ng isang tuwid na linya. Ang mga halimbawa ng mga materyales na ohmic ay mga metallic conductor. Samantala, sa mga materyales na hindi ohmic, ang ratio ng V sa I ay hindi constant, na kinakatawan ng isang kurbadong linya. Ang mga halimbawa ng mga materyales na hindi ohmic ay mga semiconductor diode at transistor.
Ang batas ni Ohm ay naaangkop lamang sa mga materyales na ohmiko at hindi sa lahat ng materyales, kaya hindi tama na tawagin itong batas tulad ng mga batas ni Newton o iba pang mga batas ng pisika. Ang mga batas ng pisika ay talagang naaangkop sa lahat ng bagay, hindi lamang sa ilang partikular na bagay. Gayunpaman, ang paggamit ng batas ni Ohm ay naging isang karaniwang gawain, kaya tinatawag pa rin itong batas ni Ohm, hangga't naaalala na ang batas ni Ohm ay naaangkop lamang sa mga bagay na ohmiko. Bukod sa batas ni Ohm, isa pang halimbawa ng isang karaniwang maling akala ay ang paggamit ng batas ng ideal na gas o batas ni Hooke.
