Prawo Ohma
Prawo Ohma opisuje sytuację, najprostszego przypadku związku między napięciem przyłożonym do przewodnika (opornika), a natężeniem prądu przez ten przewodnik płynącego.
Sformułowanie
prawa Ohma
Stosunek natężenia prądu płynącego przez przewodnik do napięcia pomiędzy jego
końcami jest stały.
Wzór na prawo Ohma - postać 1
I - natężenie prądu (w układzie SI w amperach – A)
U - napięcie między końcami przewodnika (w układzie SI w woltach – V)
Wzór na prawo Ohma - postać 2
Inaczej prawo Ohma
można sformułować także w postaci zapisu symbolicznego:
I ~ U (I jest proporcjonalne do U)
Natężenie prądu płynącego przez przewodnik jest proporcjonalne do przyłożonego
napięcia.
Charakterystyka prądowo napięciowa przewodnika spełniającego prawo Ohma
Charakterystyka prądowo
napięciowa przewodnika spełniającego prawo Ohma jest linią prostą.
Interpretacja prawa Ohma
Prawo Ohma mówi nam, że natężenie
płynącego przez przewodnik prądu dokładnie „nadąża” za zmianami napięcia. Gdy
napięcie wzrasta 2-krotnie, wtedy wywołany tym napięciem przepływ prądu też
osiągnie natężenie 2 razy większe, gdy napięcie wzrośnie 5 krotnie, to natężenie
prądu też powinno wzrosnąć 5 razy w stosunku do wartości początkowej.
Jeszcze inaczej mówiąc:
Natężenie prądu, będące efektem przyłożonego napięcia, zachowuje się
proporcjonalnie do swojej przyczyny.
Prawo Ohma jest spełniane przez część materiałów – głównie przez metale i
materiały ceramiczne. Jest jednak dużo substancji które prawa Ohma nie
spełniają, czyli natężenie przepływającego przez nie prądu zmienia się w sposób
nieproporcjonalny do napięcia.
Kiedy prawo Ohma jest spełnione?
Prawo Ohma jest prawem materiałowym (nie
uniwersalnym), co oznacza, że sprawdza się tylko dla niektórych materiałów -
substancji. Poza tym prawo to jest słuszne tylko w określonych napięć i przy
ustalonych warunkach zewnętrznych (np. stała powinna być temperatura).
Prawo Ohma jest spełniane głównie przez metale i materiały ceramiczne. Jest
jednak dużo substancji, które prawa Ohma nie spełniają, czyli natężenie
przepływającego przez nie prądu zmienia się w sposób nieproporcjonalny do
napięcia. Poza tym stosowalność prawa Ohma może istotnie zależeć od zakresu
napięć - np. w typowych sytuacjach przy małych napięciach natężenie jest
proporcjonalne do napięcia, ale po przejściu w zakres dużych napięć,
proporcjonalność się załamuje. Na rysunku poniżej przedstawione są
charakterystyki materiałów, które nie spełniają prawa Ohma.
Rysunek - przykład charakterystyk materiałów NIE spełniających prawa Ohma.