Закон Ома ми всі вчили на уроках фізики, але не всі памятаємо хто автор, хто написав закон Ома.
Хто написав закон Ома
Автор закону Ома – Ґеорґ Ом.
Закон Ома — це твердження про пропорційність сили струму в провіднику прикладеній напрузі.
Закон Ома справедливий для металів і напівпровідників при не надто великих прикладених напругах. Якщо для елемента електричного коласправедливий закон Ома, то говорять, що цей елемент має лінійну вольт-амперну характеристику.
Закон Ома формулювання
Закон Ома – це фізичний закон, що визначає залежність між напругою, силою струму і опором провідника в електричному ланцюзі. Названий на честь його першовідкривача Георга Ома. Суть закону проста: струм I породжуваний напругою U обернено пропорційний опору R, яке йому доводиться долати, і прямо пропорційний породжує напругу:
I = U / R.
Слід також мати на увазі, що закон Ома є фундаментальним і може бути застосований до будь фізичній системі, в якій діють деякі потоки енергії, що долають опору. Його можна застосовувати для розрахунку гідравлічних, пневматичних, магнітних, електричних, світлових, теплових потоків і т.д., також, як і Правила Кірхгофа, однак основна сфера його застосування – електротехніка.
Закон Ома в інтегральній формі
Закон Ома для ділянки електричного кола можна записати у вигляді:
U = I · R,
де:
- U – напруга або різниця потенціалів,
- I – сила струму,
- R – опір.
У застосуванні до замкнутого електричного ланцюга, в якій діє ЕРС закон Ома приймати дещо іншу форму:
I = ε / (R + r),
де:
- ε – ЕРС ланцюга,
- I – сила струму в колі,
- R – опір всіх елементів ланцюга,
- r – внутрішній опір джерела живлення.
Закон Ома в диференціальній формі
Опір R залежить як від матеріалу, по якому тече струм, так і від геометричних розмірів провідника. Корисно переписати закон Ома в так званій диференціальній формі, в якій залежність від геометричних розмірів зникає, і тоді закон Ома описує виключно електропровідні властивості матеріалу. Для ізотропних матеріалів маємо
j = σ · E,
- j – вектор густини струму,
- σ – питома провідність,
- E – вектор напруженості електричного поля.
Всі величини, що входять в це рівняння, є функціями координат і, в загальному випадку, часу. Якщо матеріал анізотропії, то напрями векторів щільності струму і напруженості можуть не збігатися. У цьому випадку питома провідність є тензором рангу.
Розділ фізики, що вивчає протягом електричного струму в різних середовищах, називається електродинаміки суцільних середовищ.
Закон Ома для змінного струму
Якщо ланцюг містить не лише активні, але і реактивні компоненти (ємності, індуктивності), а струм є синусоїдальним з циклічною частотою ω, то закон Ома узагальнюється; величини, що входять в нього, стають комплексними:
U = I · Z,
де:
- U = U0eiωt – напруга або різниця потенціалів,
- I – сила струму,
- Z = Re-iδ – комплексний опір (імпеданс),
- R = (Ra2 + Rr2) 1/2 – повний опір,
- Rr = ωL – 1/ωC – реактивний опір (різниця індуктивного і ємнісного),
- Rа – активний (омічний) опір, не залежне від частоти,
- δ =-arctg Rr / Ra – зсув фаз між напругою і силою струму.
При цьому перехід від комплексних змінних в значеннях струму і напруги до дійсних (вимірюваним) значенням може бути проведений взяттям дійсної чи уявної частини (але у всіх елементах ланцюга однієї і тієї ж!) Комплексних значень цих величин. Відповідно, зворотний перехід будується для, наприклад, U = U0sin (ωt + φ) підбором такої U = U0eiωt, що ImU = U. Тоді всі значення струмів і напруг в схемі треба вважати як F = ImF.
Якщо струм змінюється в часі, але не є синусоїдальною (і навіть періодичним), то його можна подати як суму синусоїдальних Фур’є-компонент. Для лінійних ланцюгів можна вважати компоненти фур’є-розкладання струму діючими незалежно.
Також необхідно відзначити, що закон Ома є лише найпростішим наближенням для опису залежності струму від різниці потенціалів і для деяких структур справедливий лише у вузькому діапазоні значень. Для опису більш складних (нелінійних) систем, коли залежністю опору від сили струму не можна знехтувати, прийнято обговорювати вольт-амперну характеристику. Відхилення від закону Ома спостерігаються також у випадках, коли швидкість зміни електричного поля настільки велика, що не можна нехтувати інерційністю носіїв заряду.
Тепер ви згадали хто автор, хто написав закон Ома, та його формулювання.
