חוק אוהם
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
חוק אוהם התגלה ב־1826 על-ידי גאורג אוהם, והוא מציג קשר פשוט וחשוב בין המתח, הזרם וההתנגדות החשמלית בחומרים מסוימים. חוק אוהם הוא אחד החוקים הבסיסים ביותר בתורת המעגלים החשמליים.
אוהם גילה שבחומרים מסוימים, הידועים כחומרים אוהמיים, ההתנגדות החשמלית (כלומר היחס בין המתח בין שני נקודות בחומר לזרם ביניהם), בטווח טמפרטרות מסוים, היא גודל קבוע ללא תלות במתח או בזרם העובר דרכם. כלומר בגופים העשויים מחומרים אלו מקיימים:
ערך קבוע =
כאשר:
- V מסמן מתח חשמלי בין שתי נקודות בגוף.
- I מסמן זרם חשמלי בין שתי נקודות בגוף.
- R מסמן את התנגדות הגוף העשוי מחומר אוהמי.
במקרה זה המתח פרופורציוני לזרם כאשר ההתנגדות היא קבוע הפרופורציה.
או, במילים אחרות, בגופים אלו, בין כל שתי נקודות, קיים יחס ישר בין המתח לזרם ביניהם. נהוג לקרוא לגוף העשוי מחומרים אוהמיים אידאליים נגד אידאלי. קיימים רכיבים חשמליים הנקראים נגדים מעשיים (או בקיצור נגדים), אשר ניתן לקרב את תגובתם (בטווח טעות מסוים התלוי בכמה משתנים כגון טמפרטורת הסביבה) לזרם ולמתח, כתגובה של נגד אידאלי בעל התנגדות קבועה.
חומרים אוהמיים בעלי התנגדות סגולית נמוכה במיוחד נקראים "מוליכים" ואילו חומרים בעלי התנגדות סגולית גבוהה במיוחד נקראים חומרים "מבודדים".
צורה מקומית של חוק אוהם, היא: כאשר, בכל נקודה במרחב, J היא צפיפות זרם, σ היא מוליכות סגולית ו-E היא שדה חשמלי. במקרה הכללי ביותר, σ היא טנזור מדרגה שנייה ולא סקלר.
[עריכה] תוקף החוק
חוק אוהם הינו חוק נסיוני ולא הוכח באופן אנליטי. היחס הלינארי אותו הוא מתאר בין המתח לזרם מתקיים בטווח טמפרטורות מסוים ואינו נכון באופן כללי (לדוגמה בטמפרטורות גבוהות או נמוכות מאד). כמו כן, החוק נכון למתכות מסוימות ולא מתקיים כלל במוליכים למחצה, שם היחס בין המתח לזרם אינו לינארי.
[עריכה] קישורים חיצוניים
- ישום ג'אווה המדגים את חוק אוהם.
חשמל | |
מושגי יסוד | שדה חשמלי | מתח חשמלי | זרם חשמלי | התנגדות ומוליכות | עכבה | הספק | קיבול חשמלי | השראות | זרם ישר | זרם חילופין | חוק אוהם | מעגל חשמלי |
רכיבים בסיסים | מוליך | מבודד | מקור מתח | מקור זרם | סוללה | נגד | קבל | משרן | שנאי | מתג |
מכשירי מדידה | אוסצילוסקופ | אמפרמטר | אוהם-מטר | גלוונומטר | וולטמטר | רב מודד | מגר | מד השראות | מד קיבול |
אלקטרוניקה | מוליך למחצה | דיודה | טרנזיסטור | טריודה | מעגל משולב | מעגל מודפס | שפופרת ריק | מיקרואלקטרוניקה |
יחידות מידה | וולט | אמפר | פאראד | אוהם | ואט | קולון | הנרי | סימנס |
זרם חזק | גנרטור חשמלי | מנוע חשמלי | תחנת כוח | מערכת חלוקה |
בטיחות בחשמל | התחשמלות | לוח חשמל | ממסר פחת | הארקה | קצר חשמלי |