تعريف قانون أوم:
الطاقة في الدائرة الكهربائية:
لماذا تبقى درجة الحرارة ثابتة في قانون أوم؟
تطبيقات على قانون أوم:
قيود قانون أوم – Limitation of Ohm’s Law:
أسئلة رياضية على قانون أوم:
تعريف قانون أوم:

 

يتعامل “قانون أوم” مع العلاقة بين التيار والجهد والمقاومة المثالية. “قانون أوم” هو صيغة تستخدم لحساب العلاقة بين الجهد والتيار والمقاومة في الدائرة الكهربائية. بشكل أكثر وضوحاً، ينص “قانون أوم” على أنّ التيار عبر موصل بين نقطتين يتناسب طردياً مع الجهد عبر النقطتين. بإدخال ثابت التناسب “المقاومة”، نحصل على المعادلة الرياضية المعتادة التي تصف هذه العلاقة بأنّها:

 

V = I × R  أو  I = V / R 

 

المعادلة الأساسية “لقانون أوم” موضحة أدناه:

 

I = V / R 

 

الطاقة في الدائرة الكهربائية:

 

توجد الطاقة داخل الدائرة الكهربائية فقط عند وجود كل من الجهد والتيار. على سبيل المثال، في حالة الدائرة المفتوحة، يكون الجهد موجوداً ولكن لا يوجد تدفق للتيار (I = 0) “صفر”، وبالتالي فإنّ (V × 0) هي (0) لذا يجب أن تكون الطاقة المشتتة داخل الدائرة أيضاً (0).

 

وبالمثل، إذا كان لدينا حالة قصر الدائرة (short-circuit)، تدفق التيار يكون موجود ولكن لا يوجد جهد (V =0)، وبالتالي (0 × I = 0) لذا مرة أخرى الطاقة المشتتة داخل الدائرة هي (0).

 

نظراً لأنّ الطاقة الكهربائية هي ناتج (V × I)، فإنّ الطاقة المشتتة في الدائرة هي نفسها سواء كانت الدائرة تحتوي على جهد عالٍ وتيار منخفض أو جهد منخفض وتدفق تيار مرتفع. بشكل عام، يتم تبديد الطاقة الكهربائية على شكل حرارة سخّانات (heaters)، وأعمال ميكانيكية مثل المحركات، أو طاقة على شكل أشعة مثل المصابيح أو كطاقة مخزنة مثل البطاريات.

 

لماذا تبقى درجة الحرارة ثابتة في قانون أوم؟

 

المعايير الرئيسية “لقانون أوم” هي الحفاظ على المقاومة ثابتة لأنّ التناسب ثابت في العلاقة هو المقاومة (R). لكنّنا نعلم أنّ تغير درجة الحرارة له تأثير كبير على المقاومة وقيمتها، لذلك حتى نحافظ على قيمة المقاومة ولتكون ثابتة أثناء التجارب على “قانون أوم” نعتبر أنّ درجة الحرارة ستبقى ثابتة.

 

تطبيقات على قانون أوم:

 

هناك الآلاف من تطبيقات هذا القانون في حياتنا اليومية. سوف نعرض القليل منهم فقط:

 

منظم المروحة المحلي التقليدي هو أحد الأجهزة الشائعة جداً حيث يتم تنظيم التيار عبر المروحة من خلال التحكم في مقاومة دائرة المنظم.

 

في دائرة مقسم الجهد، يستخدم هذا القانون لتقسيم جهد