Prawo Ohma

Prawo Ohma to podstawowe prawo obwodów elektrycznych. Można sformułować je w następujący sposób:

Natężenie prądu płynącego w danym odcinku przewodnika jest wprost proporcjonalne do napięcia, jakie jest przyłożone do końców tego odcinka przewodnika.

I~U

Można też powiedzieć, że:

Iloraz napięcia między końcami odcinka przewodnika i natężenia prądu, jaki płynie w przewodniku, jest dla danego odcinka przewodnika stały.

$\frac{U}{I}=const=R$

gdzie:

U - napięcie elektryczne,
I - natężenie prądu,
R - stała dla danego odcinka przewodnika, tak zwany opór elektryczny.

Inne wzory wynikające ze zwykłych przekształceń:

$I=\frac{U}{R}\\U=IR\\R=\frac{U}{I}$

Wielkość R to tak zwany opór elektryczny albo rezystancja.

Dlaczego "opór"? Zauważ, że przy zależności I=UI/R im mniejsza wartość R, tym większy prąd płynie przez przewodnik. Gdy R rośnie, natężenie prądu maleje przy takim samym przyłożonym napięciu. Gdy R jest bardzo duże, prąd praktycznie nie płynie. Nazwa "opór" zatem bardzo dobrze oddaje charakter fizyczny stałej R.

Wykres zależności I(U)

Wykorzystując zależność I=IU/R można sporządzić wykres zależności natężenia prądu od przyłożonego napięcia.

prawo Ohma

Pytania

Czy prawo Ohma obowiązuje w każdych warunkach?

Nie. Istnieją elementy przewodzące, zresztą powszechnie stosowane w elektronice, dla których prąd zachowuje się nieco inaczej w zależności od przyłożonego napięcia (dioda, tranzystor, termistor, tyrystor itd.). Poza tym prawo to jest słuszne, gdy prąd przepływa przez przewodnik w stałej temperaturze. Zresztą sam przepływ prądu powoduje wydzielanie się ciepła w przewodniku i wówczas opór przewodnika ulega zmianie. Kolejny przypadek, dla którego prawo Ohma nie jest spełnione to stosowanie bardzo dużych napięć. Może wówczas dojść do tak zwanego przebicia, podczas którego opór substancji przewodzącej drastycznie i na krótko spada. Opór zależy także od gęstości prądu.

Zatem omawiane tu prawo jest spełnione dla substancji jednorodnych, izotropowych, znajdujących się w stałej temperaturze i przy niewysokich napięciach oraz małych natężeniach prądu elektrycznego.

Warto też się zapoznać z prawem Ohma dla całego obwodu.

Inne zagadnienia z tej lekcji

Opór elektryczny

Siła elektromotoryczna