Kahulugan ng batas ni Ohm
Sa halos lahat ng metal na konduktor, ang electric field ay proporsyonal sa densidad ng electric current, 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
E = electric field , ρ = resistivity , J = current density
Ang konstanteng ρ ay tinatawag na resistivity, na ang halaga ay konstante at hindi nakadepende sa electric field na nagbibigay-daan sa daloy ng kuryente.
Kung tataas ang electric field, tataas din ang densidad ng electric current, samantalang kung bababa ang electric field, mababawasan din ang densidad ng electric current,
upang ang ratio ng electric field sa densidad ng electric current ay pare-pareho. Ito ang legal na pahayag ni Ohm. Kaya, ang equation sa itaas ay nagpapaliwanag lamang ng batas ni Ohm kapag ang ρ ay pare-pareho at hindi nakadepende sa electric field. Ang batas ni Ohm ay hindi nalalapat kung ang halaga ng ρ ay nagbabago kapag ang electric field ay nagbabago.
Gayunpaman, mas madaling sukatin ang electric potential (V) kaysa sa electric field (E), kaya mas madali ring sukatin ang electric current (I) kaysa sa density ng electric current (J). Samakatuwid, bukod sa pagiging nakasaad sa electric field, ang density ng electric current at resistivity (ρ), ang batas ni Ohm ay ipinapahayag din sa electric potential, electric current at electrical resistance (R).
Una, suriin 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 homogenous electric field ay pareho, 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 electrical potential). Kung ang density ng homogenous electric currents ay pareho,
kung gayon ang ugnayan sa pagitan ng kuryente at ng densidad ng kuryente ay ipinapahayag sa ekwasyon na I = JA (ang ekwasyon na ito ay tinalakay na sa paksa ng kuryente).
Upang makakuha ng ekwasyon na nagsasaad ng ugnayan sa pagitan ng potensyal na kuryente (V), kasalukuyang kuryente (I) at resistensyang elektrikal (R),
palitan ang E at J sa equation ng resistivity, ng E sa equation ng electric potential at J sa equation ng electric current:
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 isang paghahambing ng electrical potential difference sa electric current sa konduktor.
Nakasaad sa batas ni Ohm na ang ratio sa pagitan ng electric potential difference sa isang electric current ay 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.
Sa ekwasyon sa itaas, ang resistensyang elektrikal (R) sa isang konduktor ay mayroon ding kaugnayan sa resistivity (ρ), haba ng konduktor (l) at cross-sectional area (A) ng konduktor. Sa matematika, ipinapahayag ito sa ekwasyon:
Ang ekwasyon 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 lamang ng batas ni Ohm 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 resistensya ng isang uri ng 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 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 kung ang V ay tataas, ang I ay tataas o kung ang V ay bababa, ang I ay bababa.
Ang materyal na sumusunod sa batas ni Ohm ay sinasabing ohmic, samantalang ang materyal na hindi sumusunod sa batas ni Ohm ay sinasabing nonohmic. Halos lahat ng metal conductor ay ohmic, habang maraming iba pang bagay ay nonohmic.
Sa mga bagay na hindi ohmic, ang resistensya sa kuryente ay hindi pare-pareho at nakadepende sa kuryente at pagkakaiba ng potensyal ng kuryente. Nangangahulugan ito na kung magbabago ang kuryente, magbabago rin ang resistensya sa kuryente ng materyal, gayundin kung magbabago ang boltahe ng kuryente, magbabago rin ang resistensya sa kuryente ng materyal. Dahil sa pagbabago ng resistensya sa kuryente kaysa sa bagay na hindi ohmic, ang boltahe ng kuryente (V) ay hindi direktang proporsyonal sa kasalukuyang kuryente (I).
Graph V, I at R
Sa ohmic matter, ang ratio na V sa I ay constant, na kinakatawan ng isang tuwid na linya. Ang isang halimbawa ng ohmic na materyal ay isang metal conductor. Samantala, sa nonohmic matter, ang ratio ng V sa I ay hindi constant, na kinakatawan ng isang kurbadong linya. Ang mga halimbawa ng nonohmic na materyales ay mga semiconductor diode at transistor.
Ang batas ni Ohm ay naaangkop lamang sa mga materyales na ohmiko at hindi naaangkop sa lahat ng materya, kaya hindi naaangkop na sabihin ang mga batas tulad ng batas ni Newton o iba pang mga batas pisikal. Ang batas pisikal ay talagang naaangkop sa lahat ng bagay, hindi lamang sa ilang partikular na bagay. Ngunit ang pagbanggit sa batas ni Ohm ay naging isang nakagawian na, kaya tinatawag pa rin itong batas ni Ohm, sa kondisyon na tandaan na ang batas ni Ohm ay naaangkop lamang sa mga bagay na ohmiko.
