Ohm Kanunu - Ohm Kanunu Nedir

Ohm Kanunu - Ohm Kanunu Nedir


Ohm kanunu bir elektrik devresinde iki nokta arasındaki iletkenden üzerinden geçen akım potansiyel farklavoltaj veya gerilim düşümü) doğru; fakat iki nokta arasındaki dirençle ters orantılıdır (örn


Burada, I akım amper, V referans alınan iki nokta arasındaki potansiyel fark volt ve R ohmla ölçülen ve direnç olarak adlandırılan devre değişkeni (volt/amper)dir Potansiyel fark gerilim olarakta bilinir ve bazen VU, E veya emk (elektromotor kuvvet) sembolleri kullanılır nin yerine


Bu kanun basit elektriksel devrelerdeki telden geçen akım ve gerilim miktarını açıklar
Yukarıdaki Ohm kanunu elektrik/elektronik mühendisliği alanında aşırı derecede kullanılan bir eşitliktir Çünkü gerilim, akım ve direncin birbirleriyle olan ilişkisini makroskopik seviyede inceler Bu elemanlar çoğunlukla bir elektrik devresinde bulunur


Basit tanımlama ve kullanımı

Elektriksel aygıtları içeren elektrik devreleri birbirlerine iletkenlerle bağlanır(Basit kombinasyonlar için elektriksel devreler maddesine bakın) Yukarıdaki diyagram yapılabilen en basit elektrik devrelerinden biridir Batarya gibi bir elektriksel aygıt içinde + ve - terminalleri bulunan bir çemberle gösterilir Diğer aygıt zig-zag şeklinde resmedilir ve arkasına R harfi konur ve direnç olarak adlandırılır Gerilim kaynağının + veya pozitif ucu direnci önemsenmeyen bir iletkenle direnç uclarının birine bağlanmıştır Bu iletkenden geçen akım I ve ok işareti akımın yönünü gösterir Direncin ikinci ucu başka bir iletkenle voltaj kaynağının - ucuna bağlanır Bu form kapalı devredir Çünkü gerilim kaynağının bir ucundan çıkan akım diğer ucuna dönmüştür
Gerilim negatif yüklü elektronların iletken boyunca hareket ettiği bir elektriksel kuvvettir Akım elektron akışına ters yönde akar ve direnç akıma karşı gösterilen zorluktur
Ohm Kanununda bahsedilen 'iletken' üzerinde gerilimin ölçüldüğü bir devre elemanıdır Dirençler elektrik şarjının üzerinden yavaçca aktığı iletkenlerdir 10 megaohmluk bir dirençe sahip olan bir iletken 0,1 ohmluk bir dirence sahip olan iletkene göre daha zayıf bir iletkendir ve iyi iletken sayılmaz (Yalıtkan maddelere bir gerilim uygulandığında akımın geçmesine izin vermezler)

Fizik
Fizikçiler Ohm kanununun şu formunu sık kullanır:
Burada J akım yoğunluğu, (akım/birim alan, Ohm kanunundaki I akımına benzemez), σ öziletkenlikTensör olabilir) ve E elektrik alanı (volt/metre, Ohm kanunundaki V birimine benzemez) dır Yukarıdaki ifade üç boyutlu herbir vektörün kullanılan biçimlerden biri değildir (Normalde aşağıdaki örnekte görüleceği şekildedir Bazen noktanın anlamı vektörel çarpımdır Buradaki nokta sadece basitce kullandığımız matematiksel çarpım anlamındadır) Buradaji J de görüldüğü gibi kullanılan kartezyen koordinatları, vektördeki herbir bileşen için üç farklı bileşen vardır, Her bileşeninde üç farklı değeri vardır Örneğin, J ögesinin x, y ve z yönlerinde Jx(x,y,z), Jy(x,y,z) ve Jz(x,y,z) gibi bileşenleri vardır (anisotropik maddelerde
Devre tasarımında kullanılan form makroskopiktir, Ohm2un genel formu yaklaşık olarak şu şekilde elde edilir:
Belirlenen iki nokta arasındaki potansiyel fark;
veya elektriksel alan bağımsız yoldadır , | ΔV | = EL burada L referans noktalar arasındaki uzaklık J= I / A olduğunda Ohm kanunu şöyle olur:
e İletkenin elektrik direnci öziletkenlik, uzunluk ve kesit alanı ile ifade edilir: Eğer madde B manyetik alannında v hızıyla hareket ediyorsa forma şu ifadeye şu eklenmelidir
Mükemmel metal kafesde öziletkenlik yoktur, fakat gerçek bir metalde kristalografik kusurlar, kirlilikler, çoklu izotoplar ve atomların ısısal hareketler gibi etkiler vardır Bunlar elektronların saçılmasına sebep olarak dirente değişiklik oluştururlar
Ohm kanunu Kirçoh gerilim kanunu (KVL) ve Kirşof akım kanunu (KCL) nu elde etmek için yeterlidir İlk eşitliğin sadece sağ tarafına bakarsak:
ve kapalı integral uygularsak:
Yüzey boyunca Stokes teoremini yazabiliriz:
fakat E potansiyeli yönsüz olarak kabul edecez:
her iki tarafa yine kapalı integrali uygularsak:
Maxwell denklemlerinden curl(H) = J:
daha önceki eşitliklerden sağ tarafın sıfır olduğunu biliyoruz:
bu açık yüzeydeki net akımın sıfır olduğunu gösteriyor
Elektrik ve elektronik mühendisliğinde kullanımı

Ohm kanunu elektrik devrelerinin analizinde kullanılan bir eşitliktir, mühendisler ve bilgisayarcılar tarafından da kullanılır bugün bile iş yoğunluğunu azaltmak için elektrik devrelerin analizinde bilgisayarlarda kullanılıyor
Hemen hemen bütün devrelerde dirençli elemanlar vardır ki bunların hemen hemen hepsinde ideal omik devreler dikkate alınır
Hidrolik analog

Gerilim, akım ve direnç değerleri soyut kavramlardır,Başlangıçta elektrik mühendisliği öğrencileri su akışı için yardımcı analog terimler buldular Su basıncı, pascal ile ölçülür ve, analog gerilimdir Çünkü su akışını (yatay) olarak sağlayan borunun iki nokta arasındaki su basınç farkı hesaplanıyor Suyun akışı litre (veya galon) dakikadaki su miktarıdır coulomb/saniye gibi analog bir akımdır
Şerit direnci

Genellikle yalıtılmış tabakalara yerleştirilen ince metal şeritler elektrik akımını filmin yüzeyine paralel olarak taşınmak için kullanılır Çoğu aygıtın elektriksel hassasiyetini açıklamak için ohm/birim kare terimi kullanılır Şerit direnci maddesine bakın
Sıcaklık etkileri

İletkenin sıcaklığı yükseldiğinde elektron ve atomlar arasındaki çarpışmalar da artar Bu bir maddeyi ısıtmak gibidir Elektriksel akış artacağından dolayı direnç de artacak Yarı iletkenler istisnadır Ohmik bir maddenin direnci sıcaklığa şöyle bağlıdır:
Burada ρ özdirenç :, L iletkenin uzunluğu, A kesitin alanı, T sıcaklık, T0 referans sıcaklık (genellikle oda sıcaklığı), ve de ρ0 ve α maddelerin özgül sabiti Yukarıdaki ifade de L ve A nın sıcaklıkla değişmediği varsayılır
Bu sıcaklıktan bağımsızlık omik olmayan maddeler için geçerli değildir, çünkü verilen sıcaklıkta, R akım ve gerilimle değişmez (V / I = sabit)
AC devreler

Bir AC devresi içim Ohm kanunu şöyle yazılabilir , Burada V ve I sırasıyla gerilim ve akımın titreşim faz ve Z salınım frekansının kompleks empedansı Bir iletim hattında yukarıdaki Ohm kanununu fazör formu yansımadan dolayı geçersizdir Kayıpsız bir iletim hattında, gerilim ve akım oranı aşağıdaki karmaşık yapıdadır
, Burada d yük empedansından farklıdır ZL dalga boyu, β hattın dalgasayısı ve Z0 hattın karakteristik empedansıdır