Ом заңы

Неміс физигі Г. Ом Георг Симон Ом – неміс физигі. Ол 1787 жылы 16 наурызда Эрланген қаласында туған. Көп жылдар ұстаздық еңбек еткен. Оның еңбектерінің негізгі бағыты электр, оптика, акустика салаларына арналған. Ол бірнеше эксперименттер жүргізіп, 1827 жылы электр тізбегінің негізгі заңын ашты. Кедергінің бірлігі 1881 жылдан бері Ом есімімен аталып келеді. Георг Ом 1854 жылы 7 шілдеде қайтыс болды.

Ом заңы I - өткізгіштегі ток күші U - өткізгіш ұштарындағы кернеу R - өткізгіш кедергісі

Ом заңы Ом заңы – электр тогының негізгі заңдарының бірі. Ом заңы – өткізгіштегі ток күшінің ( І ) осы өткізгіштің ұштары арасындағы кернеумен (U) байланысын анықтайды : U=r* І (1) мұндағы r өткізгіштің геометриялық өлшемдеріне, электрлік қасиеттеріне және температурасына байланы сты болатын пропорционалдық коэффициенті r – омдық кедергі немесе өткізгіштің берілген бөлігінің кедергісі деп аталады. Ом заңын 1826 ж. неміс физигі Г. Ом (1787 – 1854) ашқан.

Формулалар Жалпы жағдайда І мен U арасындағы тәуелділік – сызықты емес, бірақ кернеудің белгілі бір аралығында оны сызықтық деп есептеп, Ом заңын қолдануға болады ; ал металдар мен олардың құймалары үшін бұл аралық іс жүзінде шектеусіз. (1) түрдегі Ом заңы ток көздері жоқ тізбек бөлігі үшін орынды. Тізбекте ток көздері ( аккумуляторлар, генераторлар, т. б.) болған жағдайда Ом заңы мына түрде жазылады : r І =U+ ε, (2) мұндағы – қарастырылып отырған тізбек бөлігіне қосылған барлық ток көздерінің қорытқы электр қозғаушы күші. Тұйықталған тізбек үшін Ом заңы былай жазылады : rm І = ε, (3) мұндағы толық кедергі (rm) сыртқы кедергі (r) мен ЭІК көзінің ішкі кедергісінің r і қосындысына тең : rm=r+r і. О. з - ның дифференциалды түрі өткізгіштің әрбір нүктесіндегі ток тығыздығын (j) электр өрісінің толық кернеулігімен байланыстырады : rj= Е + Еб немесе j=G( Е + Еб ), (4) Бұл жерде r – өткізгіш материалының меншікті кедергісі, ал G=1/r – оның менш. электр өткізгіштігі, Е – потенциалды электр өрісінің, Еб – бөгде ток көздері тудыратын электр өрісінің кернеуліктері.

Ток көзін бере алатын кез - келген құрылғыны пайдаланып Ом заңын анықтауға болады Құрылғы 4,5 В - пен 12 В аралығында тоқ көзін бере алуы тиіс

Тізбектің бөлігі үшін Ом заңы Кернеу – зарядтарды қозғалысқа келтіретін негізгі себеп. Тізбектің ұштарындағы кернеу жоғары болған сайын тізбектегі зарядтардың бағытты қозғалысын тудыратын әсер күші де соғұрлым үлкен болып, ток күші артады. Кедергі – зарядтардың қозғалысын тежейтін фактор. Кедергі неғұрлым жоғары болған сайын зарядттардың қозғалысы тежелетіндіктен ток күші солғүрлым төмен болады. Ток күші, кернеу және кедергі арасындағы байланыстарды зерттеу үшін неміс физигі Ом (1787 – 1854 жж ) көптеген тәжірибелердің нәтижесінде 1827 жылы тізбектің бөлігіндегі ток күші осы тізбектің ұштарындағы кернеуге тура пропорционал, тізбектің кедергісіне кері пропорционал болатындығын атап көрсетті. Міне бұл тізбектің бөлігі үшін Ом заңы деп аталады :

Толық тізбек үшін Ом заңы

Активті кедергідегі кернеудің тербеліс фазасы ток күшінің тербеліс фазасымен сәйкес келеді, ал конденсаторда кернеудің тербелісі ток күшінің тербелісінен фаза бойынша - ге озады. Сондықтан (2.15) өрнегін былай жазуға болады : Түсірілген кернеудің амплитудасын векторлардың қосындысы ретінде табуға болады

Айнымалы токтың толық тізбегі үшін Ом заңы және болғандықтан, (2.15) формуласын былай жазуға болады.

Тұйық тізбек үшін Ом заңы Егер тізбек тұйықталған болса, онда ток көзінің э. қ. к.- і ішкі бөлігіндегі кернеумен сытрқы кернеудің қосындысына тең : ε = Ir+U. Осы өрнек қарастырылып отырған дербес жағдай үшін энергияның сақталу заңын сипаттайды. Тұйық тізбекте электростатикалық күштердің жұмысы А =0 болады да, борлық жұмыс тек бөгде күштер арқылы істелінеді, яғни U= ε -Ir. Тізбек бөлігі үшін Ом заңын, яғни U=IR ескеріп, ізбектегі ток күшін тапсақ : I= ε \R+r. Осы формула тұйық тізбек үшін Ом заңы деп аталады да, былайша тұжырымдалады : тұйық тізбектегі ток күші э. қ. к.- і шамасына тура пропарционал да, тізбектің сыртқы және ішкі кедергілерінің қосындысына кері пропарционал болады. Э. қ. к - нің мәні ε =IR+Ir, мұндағы IR- зарядты сыртқы тізбекте тасымалда үшін істелетін жұмыс : Ir- ток көзінің ішкі кедергісіне қарсы жаслатын жұмыс. Осыған байланысты э. қ. к.- не басқаша анықтама беруге болатынын э. қ.. к - і тұйық тізбектің барлық бөлігі арқылы зарядты тасмалдау үшін істелген жұмыс шамасы. Сонымен тізбекте әр уақытта ток болуы үшін электр өрісі де, ток көзіде міндетті түрлде бар болуы және ондағы зарядтар электрлік күштер арқылы орын ауыстыруы керек екен.

Қорытынды 1827 жылы неміс ғалымы Ом ( ) көптеген тәжірибелердің нәтижесінде мынадай қорытынды шығарды : тұрақты температурада ( Т =const) өткізгіштің ұштарындағы кернеудің ток шамасына қатынасы әри уақытта тұрақты болады : U\I=R, мұндағы R өткізгіштің кедергісі деп аталады. Өткізгіштің кедергісі оның пішініне және мөлшеріне, сол сияқты табиғаты мен температурасына тәуелді. Осы формула арқылы кедергінің өлшем бірлігін тағайындауға болады. Кедергінің бірлігі үшін кернеуі 1 В өткізгіштің кедергісі алынады. Оны ом деп атайды.1 Ом =1 В \1 А. I=U\R. Бұл Ом заңының формуласы болып табылады. Сонымен тек шамасы өткізгіштің ұштарындағы кернеуге тура пропарциянал да, кедергісіне кері пропарциянал екен. Өткізгіштің кедергісіне кері шама өткізгіштік деп аталады μ =1\R. Кедергінің кері шамасы, яғни өткізгіштік сименспен ( См ) өлшенеді. Әр түрлі өткізгіштер үшін ток пен кернеу арсындағы мынадай тәуелділік бар : I=f(U).