Ом заңдары

1827 жылы неміс ғалымы Ом (1787-1854) көптеген тәжірибелердің нәтижесінде мынадай қорытынды шығарды:тұрақты температурада (Т=const)өткізгіштің ұштарындағыкернеудің ток шамасына қатынасы әри уақытта тұрақты болады: U\I=R, мұндағы R өткізгіштің кедергісі деп аталады. Өткізгіштің кедергісі оның пішініне және мөлшеріне, сол сияяқты табиғаты мен температурасына тәуелді. Осы формула арқылы кедергінің өлшем бірлігін тағайындауға болады.Кедергінің бірлігі үшін кернеуі 1В өткізгіштің кедергісі алынады. Оны ом деп атайды.1Ом=1В\1А.
I=U\R.
Бұл Ом заңының формуласы болып ьабылады. 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).
Бұл байланыс өткізгіштің вольт-амперлік сипаттамсын көрсетеді. Сондықтан Ом заңы өткізгіштің ұштарындағы кернеу мен токтың сызықтық байланысын білдіреді. Мысалы, металдар мен электролиттер үшін Ом заңы кең түрде орындалады. Ом табиғаттары мен мөлшерлері әр түрлі көптеген өткізгіштерді зерттей отырып, біртекті цилиндр тәрізді басқа өткізгіштердің кедергісі оның ұзындығына тура пропарциянал да, көлденең қимасына кері пропарционал болатындығын көрсетеді:
R= pl\S,
Мұндағы пропорционалдық коэфицент p- өткізгіштің меншікті кедергісі, ол өткізгіштің қандай заттан жасалғанын көрсетеді. Меншікті кедергінің кері шамасы меншікті өткізгіштік деп аталады:
γ= 1\p.
Мұның өлшем бірлігі сименс бөлінген метр (См/м).Ал меншікті кедергінің өлшеміне Ом*м алынады меншікті кедергісі өте аз болатын материялға күміс және мыс жатады. +Өткізгіштердің меншікті кедергісі зат құрамындағы қоспаларға байланысты . өткізгіштердің тізбекке қосудың екі түрі бар: Егер өткізгіштерді тізбектей қосқанда, өткізгіштерді параллель қосқанда
.Өткізгіштің кедергісігне кері шама оның электр өткізгіштігі екенін ескерсек, онда тізбекке параллель қосылған өткізгіштердің толық электр өткізгіштігі олардың жекелеген электр өткізгіштерінің қосындысына тең болады. Ом заңына сәйкес өткізгіштің ішкі бөлігі үшін кернеудің шамасы немесе кернеудің түсуі мынаған тең U1= Ir, мұндағы r-ішкі кедергісі, I- ток күші.
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.