Hiểu về Định luật Ohm
Ngoài ra, hãy nghiên cứu tài liệu. Ví dụ về định luật Ohm dan Thảo luận về định luật Ohm
Trong hầu hết các chất dẫn điện kim loại, điện trường sebanding dengan mật độ dòng điệnTrong đó, tỉ lệ giữa điện trường và mật độ dòng điện là hằng số. Được biểu diễn bằng phương trình:
ρ = E / J
Mô tả: E = điện trường, ρ = điện trở suất, J = mật độ dòng điện.
Hằng số tỉ lệ ρ được gọi là loại điện trở hoặc điện trở suất có giá trị không đổi và không phụ thuộc vào điện trường tạo ra dòng điện.
Nếu điện trường tăng, mật độ dòng điện cũng tăng; ngược lại, nếu điện trường giảm, mật độ dòng điện cũng giảm, do đó tỉ số giữa điện trường và mật độ dòng điện là hằng số. Đây là một phát biểu. Định luật OhmNhư vậy, phương trình trên chỉ giải thích định luật Ohm khi ρ không đổi và không phụ thuộc vào điện trường. Định luật Ohm không áp dụng nếu giá trị của ρ thay đổi khi điện trường thay đổi.
Tuy nhiên, việc đo điện thế (V) dễ hơn việc đo cường độ điện (E), và việc đo dòng điện (I) cũng dễ hơn việc đo mật độ dòng điện (J). Do đó, ngoài việc được biểu thị bằng điện trường, mật độ dòng điện dan loại điện trở (ρ), Định luật Ohm cũng được biểu thị bằng điện thế, arus listrik dan điện trở (R).
Trước tiên, hãy xem xét một dây dẫn có chiều dài (l), diện tích mặt cắt ngang (A) và hiệu điện thế (V) giữa hai đầu dây. Nếu điện trường là đồng nhất, hay như nhau trên toàn bộ dây, thì mối quan hệ giữa điện trường và hiệu điện thế được biểu thị bằng phương trình V = E s (Phương trình này đã được thảo luận trong tài liệu. điện thếNếu mật độ dòng điện là đồng nhất, nghĩa là nó luôn luôn giống nhau, thì mối quan hệ giữa mật độ dòng điện và dòng điện được biểu thị bằng phương trình I = JA (Phương trình này đã được thảo luận trong tài liệu. arus listrik).
Để có được một phương trình thể hiện mối quan hệ giữa điện thế (v), arus listrik (Tôi) và điện trở (R), thay thế E và J trong phương trình điện trở bằng E trong phương trình điện thế và J trong phương trình dòng điện:
Đây là phương trình giải thích mối quan hệ giữa điện thế (V), dòng điện (I) và điện trở (R) trong một dây dẫn. Dựa trên phương trình này, có thể khẳng định rằng điện trở trong một dây dẫn là tỷ lệ giữa hiệu điện thế và dòng điện trong dây dẫn đó.
Định luật Ohm phát biểu rằng tỉ số giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện là một hằng số. Nói cách khác, phương trình này chỉ giải thích định luật Ohm khi điện trở (R) không đổi. Định luật Ohm không áp dụng nếu điện trở không đổi, tức là nó thay đổi.
Trong quá trình thiết lập phương trình trên, điện trở (R) của một dây dẫn cũng liên quan đến điện trở suất (ρ), chiều dài của dây dẫn (l) và diện tích mặt cắt ngang (A) của dây dẫn. Về mặt toán học, điều này được biểu thị trong phương trình:
Phương trình này được thảo luận chi tiết hơn trong bài viết về điện trở.
Công thức định luật Ohm
Định luật Ohm được giải thích bằng hai phương trình, đó là ρ = E/J và R = V/I. Cần lưu ý rằng hai phương trình này chỉ là phương trình của định luật Ohm khi ρ và R không đổi. Nếu ρ và R của một dây dẫn thay đổi, thì hai phương trình này không giải thích được định luật Ohm, mà chỉ có phương trình ρ = E/J mới giải thích được. loại điện trở một dây dẫn và R = V/I giải thích điện trở một nhạc trưởng.
Phương trình ρ = E/J có thể được viết là E = ρ J. Khi ρ không đổi thì E tỷ lệ thuận với J, có nghĩa là nếu E tăng thì J tăng hoặc nếu E giảm thì J giảm.
Tương tự, phương trình R = V/I có thể được viết là V = I R. Khi R không đổi, V tỷ lệ thuận với I, có nghĩa là nếu V tăng thì I tăng, hoặc nếu V giảm thì I giảm.
Các vật liệu tuân theo định luật Ohm được gọi là vật liệu ohmic, trong khi các vật liệu không tuân theo định luật Ohm được gọi là vật liệu phi ohmic. Hầu hết các chất dẫn điện kim loại đều là ohmic, trong khi nhiều vật liệu khác là phi ohmic.
Trong các vật liệu không tuân theo định luật Ohm, điện trở không phải là hằng số mà thay đổi tùy thuộc vào dòng điện và hiệu điện thế. Điều này có nghĩa là nếu dòng điện thay đổi, điện trở của vật liệu cũng thay đổi, và tương tự, nếu điện áp thay đổi, điện trở của vật liệu cũng thay đổi. Vì điện trở thay đổi, nên trong các vật liệu không tuân theo định luật Ohm, điện áp (V) không tỷ lệ thuận trực tiếp với dòng điện (I).
Đồ thị V, I và R
Trong vật liệu ohmic, tỷ lệ giữa V và I là hằng số, được biểu diễn bằng một đường thẳng. Ví dụ về vật liệu ohmic là các chất dẫn điện kim loại. Trong khi đó, trong vật liệu phi ohmic, tỷ lệ giữa V và I không phải là hằng số, được biểu diễn bằng một đường cong. Ví dụ về vật liệu phi ohmic là các điốt bán dẫn và transistor.
Định luật Ohm chỉ áp dụng cho các vật liệu có tính chất Ohm chứ không phải cho tất cả các vật liệu, vì vậy gọi nó là một định luật giống như các định luật Newton hay các định luật vật lý khác là không chính xác. Các định luật vật lý thực sự áp dụng cho tất cả các vật thể, chứ không chỉ một số vật thể nhất định. Tuy nhiên, việc sử dụng định luật Ohm đã trở nên phổ biến, vì vậy nó vẫn được gọi là định luật Ohm, miễn là người ta nhớ rằng định luật Ohm chỉ áp dụng cho các vật thể có tính chất Ohm. Bên cạnh định luật Ohm, một ví dụ khác về sự hiểu sai phổ biến là việc sử dụng định luật khí lý tưởng hay định luật Hooke.
