Ohm qonunini tushunish
Shuningdek, Om qonuniga oid misol savollari va Om qonuniga oid savollarni muhokama qilish bo'yicha materiallarni o'rganing .
Deyarli barcha metall o'tkazgichlarda, elektr maydoni proporsional elektr toki zichligi, bu yerda elektr maydonining elektr toki zichligiga nisbati o'zgarmas. Matematik tarzda quyidagi tenglama orqali ifodalangan:
ρ = E / J
Tavsif: E = elektr maydoni, ρ = qarshilik, J = elektr toki zichligi.
Proporsionallik konstantasi ρ solishtirma qarshilik yoki qarshilik deb ataladi, uning qiymati doimiy va elektr tokini hosil qiluvchi elektr maydoniga bog'liq emas.
Agar elektr maydoni oshsa, elektr toki zichligi ham oshadi, aksincha, agar elektr maydoni kamaysa, elektr toki zichligi ham kamayadi, shuning uchun elektr maydonining elektr toki zichligiga nisbati doimiy bo'ladi. Bu Om qonunining ifodasidir . Shunday qilib, yuqoridagi tenglama Om qonunini faqat ρ doimiy va elektr maydonidan mustaqil bo'lgandagina tushuntiradi. Agar elektr maydoni o'zgarganda ρ qiymati o'zgarsa, Om qonuni qo'llanilmaydi.
Biroq, elektr maydoni (E) ga qaraganda elektr potensialini (V) o'lchash osonroq, shuningdek, elektr toki zichligiga (J) qaraganda elektr tokini (I) o'lchash ham osonroq. Shuning uchun, Ohm qonuni elektr maydoni , elektr toki zichligi va qarshiligi (ρ) bilan ifodalanishdan tashqari, elektr potensiali , elektr toki va elektr qarshiligi (R) bilan ham ifodalanadi .
Birinchidan, uzunligi (l), ko'ndalang kesim maydoni (A) bo'lgan va simning ikki uchi o'rtasida elektr potensiallar farqi (V) bo'lgan sim o'tkazgichni ko'rib chiqing. Agar elektr maydoni bir xil bo'lsa, ya'ni butun davomida bir xil bo'lsa, u holda elektr maydoni va elektr potensiallar farqi o'rtasidagi bog'liqlik V = E s tenglamada ifodalanadi ( bu tenglama elektr potensial materialida muhokama qilingan ). Agar elektr toki zichligi bir xil bo'lsa, ya'ni butun davomida bir xil bo'lsa, u holda elektr toki zichligi va elektr toki o'rtasidagi bog'liqlik I = JA tenglamada ifodalanadi ( bu tenglama elektr toki materialida muhokama qilingan ).
Elektr potensiali (V), elektr toki (I) va elektr qarshiligi (R) o'rtasidagi bog'liqlikni ifodalovchi tenglamani olish uchun qarshilik tenglamasidagi E va J ni elektr potensiali tenglamasidagi E va elektr toki tenglamasidagi J bilan almashtiring:
Bu o'tkazgichdagi elektr potensiali (V), elektr toki (I) va elektr qarshiligi (R) o'rtasidagi bog'liqlikni tushuntiruvchi tenglama. Ushbu tenglamaga asoslanib, o'tkazgichdagi elektr qarshiligi elektr potensiallari farqining o'tkazgichdagi elektr tokiga nisbati ekanligini aytish mumkin.
Om qonuni elektr potensiallari farqining elektr tokiga nisbati doimiy ekanligini ta'kidlaydi. Boshqacha qilib aytganda, bu tenglama Om qonunini faqat elektr qarshiligi (R) doimiy bo'lgandagina tushuntiradi. Agar elektr qarshiligi doimiy bo'lmasa, ya'ni o'zgarib tursa, Om qonuni qo'llanilmaydi.
Yuqoridagi tenglamani chiqarishda, o'tkazgichning elektr qarshiligi (R) shuningdek, solishtirma qarshilik (ρ), o'tkazgichning uzunligi (l) va o'tkazgichning ko'ndalang kesimining maydoni (A) bilan bog'liq. Matematik jihatdan bu quyidagi tenglamada ifodalanadi:
Ushbu tenglama elektr qarshiligi haqidagi maqolada batafsilroq muhokama qilinadi.
Ohm qonuni formulasi
Om qonuni ikkita tenglama bilan izohlanadi, ya'ni ρ = E/J va R = V/I. Shuni ta'kidlash kerakki, bu ikki tenglama faqat ρ o'zgarmas va R o'zgarmas bo'lgandagina Om qonuni tenglamalari hisoblanadi. Agar o'tkazgichning ρ va R o'zgarsa, bu ikki tenglama Om qonunini tushuntirmaydi, lekin ρ = E/J o'tkazgichning solishtirma qarshiligini va R = V/I o'tkazgichning elektr qarshiligini tushuntiradi.
ρ = E/J tenglamani E = ρ J deb yozish mumkin. ρ o'zgarmas bo'lganda, E J ga to'g'ridan-to'g'ri proportsional bo'ladi, ya'ni agar E oshsa, J ortadi yoki E kamaysa, J kamayadi.
Xuddi shunday, R = V/I tenglamani V = I R deb yozish mumkin. R o'zgarmas bo'lganda, V I ga to'g'ridan-to'g'ri proportsional bo'ladi, ya'ni agar V oshsa, I ortadi yoki V kamaysa, I kamayadi.
Om qonuniga bo'ysunadigan materiallar om qonuniga bo'ysunadi, Om qonuniga bo'ysunmaydigan materiallar esa om emas deyiladi. Deyarli barcha metall o'tkazgichlar om, boshqa ko'plab materiallar esa om emas.
Om bo'lmagan materiallarda elektr qarshiligi doimiy emas, balki tok va potensiallar farqiga qarab o'zgaradi. Bu shuni anglatadiki, agar tok o'zgarsa, materialning qarshiligi ham o'zgaradi va xuddi shunday, agar kuchlanish o'zgarsa, materialning qarshiligi ham o'zgaradi. Elektr qarshiligi o'zgarib turganligi sababli, om bo'lmagan materiallarda kuchlanish (V) tok kuchiga (I) to'g'ridan-to'g'ri proportsional emas.
V, I va R grafiklari
Omli materiallarda V ning I ga nisbati doimiy bo'lib, to'g'ri chiziq bilan ifodalanadi. Omli materiallarga misollar metall o'tkazgichlardir. Shu bilan birga, omli bo'lmagan materiallarda V ning I ga nisbati doimiy emas va egri chiziq bilan ifodalanadi. Omli bo'lmagan materiallarga misollar yarimo'tkazgichli diodlar va tranzistorlardir.
Om qonuni faqat om materiallariga taalluqli bo'lib, barcha materiallarga taalluqli emas, shuning uchun uni Nyuton qonunlari yoki boshqa fizika qonunlari kabi qonun deb atash noto'g'ri. Fizika qonunlari aslida faqat ma'lum obyektlarga emas, balki barcha obyektlarga taalluqlidir. Biroq, Om qonunidan foydalanish odatiy holga aylangan, shuning uchun Om qonuni faqat om obyektlariga taalluqli ekanligi esda tutilgan taqdirda, u hali ham Om qonuni deb ataladi. Om qonunidan tashqari, keng tarqalgan noto'g'ri tushunchaning yana bir misoli ideal gaz qonuni yoki Guk qonunidan foydalanishdir.
