Prawo Ohma

Prawo Ohma stwierdza, że natężenie prądu elektrycznego (I), który płynie przez przewodnik jest wprost proporcjonalne do napięcia (U), przyłożonego do końców tego przewodnika. Prawo to jest słuszne tylko w przypadku, gdy temperatura przewodnika pozostaje stała.

Prawo Ohma dla prądu stałego można zapisać w postaci:

U = RI,

 gdzie R – opór elektryczny przewodnika.

Opór elektryczny, będący w równaniu Ohma współczynnikiem proporcjonalności, zależy jedynie od własności danego przewodnika, nie zależy natomiast od napięcia przyłożonego do jego końców i natężenia prądu przez niego płynącego.

Opór przewodnika zależy od trzech czynników tj. od pola powierzchni przekroju poprzecznego przewodnika (S), jego długości (l) i od tzw. oporu właściwego (ρ), który jest zależny od temperatury i rodzaju materiału, z którego wykonano dany przewodnik.

Wzór na opór przewodnika wygląda następująco:

R= \rho  \frac{l}{S}
 
Jednostką oporu elektrycznego jest om, który jest równy 1 \Omega = \frac{1V}{1A} .

Opór właściwy jest wielkością charakterystyczną dla rodzaju przewodnika, jest on następującą funkcją temperatury:

 \rho = \rho  _{0} (1+ \alpha T)
 
gdzie: ρ0 – opór właściwy w temperaturze 273K, α – współczynnik temperaturowy oporu (wielkość stała dla danego materiału), T – temperatura.

Z ostatniej zależności wynika, że wzrost temperatury przewodnika powoduje proporcjonalny wzrost jego oporu.

Prawo Ohma – przykład.

Na wykresie przedstawiono charakterystykę prądowo-napięciową dla pewnego przewodnika. Jaki jest jego opór? Jaka jest długość tego przewodnika, jeżeli jego opór właściwy wynosi ρ = 1,7•10-8Ωm, a pole powierzchni przekroju poprzecznego wynosi S = 0,01m2?

 
Z przedstawionego wykresu wynika, że dla jego dowolnego punktu stosunek napięcia do natężenia jest taki sam i wynosi 5, zatem opór elektryczny wynosi R = 5Ω.

Ponieważ R= \rho  \frac{l}{S} , to:

l= \frac{SR}{ \rho } = \frac{0,01m ^{2} \cdot 5 \Omega  }{1,7 \cdot 10 ^{-8} \Omega  \cdot m
 }  \approx 3 \cdot 10 ^{6} m=3000km
 
Otrzymana wartość jest bardzo duża, gdyż opór właściwy przewodnika był stosunkowo mały i odpowiadał on oporowi właściwemu miedzi w temperaturze 25°C, która jest bardzo dobrym przewodnikiem prądu elektrycznego.

Polecamy również:

  • Pierwsze prawo Kirchhoffa

    Pierwsze prawo Kirchhoffa jest konsekwencją zasady zachowania ładunku elektrycznego. Głosi ono, że algebraiczna suma natężeń prądów wpływających i wypływających z danego węzła sieci jest równa zero. Więcej »

  • Drugie prawo Kirchhoffa

    Drugie prawo Kirchhoffa jest konsekwencją zasady zachowania energii dla obwodu elektrycznego. Prawo to głosi, że w dowolnym obwodzie zamkniętym algebraiczna suma spadków napięć na poszczególnych odbiornikach prądu elektrycznego jest równa algebraicznej sumie sił elektromotorycznych (np. ogniw,... Więcej »

Komentarze (0)
Wynik działania 2 + 3 =
Ostatnio komentowane
lub9ie życię m0i dr0dz3
• 2024-04-14 11:30:33
Co za wstyd pomyśleć, że ja nie istnieje.
• 2024-04-12 15:30:23
supier
• 2024-04-11 18:27:13
bardzo pomocne
• 2024-04-09 17:22:24
Bardzo przydatne!
• 2024-03-24 16:49:06