Prawo Ohma
Dla przewodnika omowego przy stałych warunkach fizycznych natężenie prądu jest wprost proporcjonalne do napięcia:
\(I=\frac{U}{R}\)
Równoważnie:
\(U=IR\)
\(R=\frac{U}{I}\)
Jednostką oporu elektrycznego jest om (\(\Omega\)).
Prawo Ohma to podstawowe prawo obwodów elektrycznych. Jeżeli warunki fizyczne przewodnika, w szczególności jego temperatura, pozostają stałe, to dla przewodnika spełniającego prawo Ohma:
Natężenie prądu płynącego w danym odcinku przewodnika jest wprost proporcjonalne do napięcia, jakie jest przyłożone do końców tego odcinka przewodnika.
Można też powiedzieć, że:
Iloraz napięcia między końcami odcinka przewodnika i natężenia prądu, jaki płynie w przewodniku, jest dla danego odcinka przewodnika stały.
gdzie:
- \(U\) - napięcie elektryczne,
- \(I\) - natężenie prądu,
- \(R\) - opór elektryczny (rezystancja) danego odcinka przewodnika, stały przy niezmienionych warunkach fizycznych dla przewodnika omowego.
Inne wzory wynikające ze zwykłych przekształceń:
\(I=\frac{U}{R}\)
\(U=IR\)
\(R=\frac{U}{I}\)
Wielkość \(R\) to tak zwany opór elektryczny albo rezystancja.
Jednostką oporu elektrycznego w układzie SI jest om (\(\Omega\)).
\(1\ \Omega=1\frac{\text{V}}{\text{A}}\)
Dlaczego "opór"? Zauważ, że przy zależności \(I=\frac{U}{R}\) im mniejsza wartość R, tym większy prąd płynie przez przewodnik. Gdy \(R\) rośnie, natężenie prądu maleje przy takim samym przyłożonym napięciu. Gdy \(R\) jest bardzo duże, prąd praktycznie nie płynie. Nazwa "opór" zatem bardzo dobrze oddaje charakter fizyczny stałej \(R\).
Wykres zależności I(U)
Wykorzystując zależność \(I=\frac{U}{R}\) można sporządzić wykres zależności natężenia prądu od przyłożonego napięcia.
Dla przewodnika spełniającego prawo Ohma wykres zależności \(I(U)\) jest linią prostą przechodzącą przez początek układu współrzędnych. Jej nachylenie zależy od oporu przewodnika. Ponieważ \(I=\frac{1}{R}U\), współczynnik kierunkowy tej prostej jest równy \(\frac{1}{R}\).
Oznacza to, że im mniejszy jest opór przewodnika, tym bardziej stromy jest wykres \(I(U)\). Im większy opór, tym mniejsze jest jego nachylenie.
Pytania
Czy prawo Ohma obowiązuje w każdych warunkach?
Nie. Prawo Ohma w przedstawionej postaci opisuje elementy omowe, czyli takie, dla których przy niezmienionych warunkach fizycznych stosunek napięcia do natężenia prądu pozostaje stały:
\(\frac{U}{I}=R=\text{const}\)
Nie wszystkie elementy elektryczne są omowe. Przykładami elementów o nieliniowej charakterystyce prądowo-napięciowej są diody i termistory.
Nawet w przypadku przewodnika omowego jego opór może się zmieniać, jeżeli zmieniają się warunki fizyczne, na przykład temperatura. Przepływ dużego prądu może nagrzewać przewodnik i w ten sposób zmieniać jego rezystancję.
Dla elementu omowego przy stałych warunkach fizycznych wykres zależności \(I(U)\) jest linią prostą przechodzącą przez początek układu współrzędnych.
Warto też się zapoznać z prawem Ohma dla całego obwodu.
Symulacja
Ćwiczenia
Zwiększ populację dziobaków, rozwiązując krótkie zadania i ćwiczenia związane z tą lekcją.
1
2
3
4
5
6
7
Nie jesteś zalogowany.
Z jajka nic się nie wykluje, a Twoja populacja dziobaków nie przetrwa po opuszczeniu strony... Zaloguj się
Aby otworzyć złote jaja, musisz posiadać Plan Premium.
Zadania z rozwiązaniami
Zadanie nr 1.
Do opornika przyłożono napięcie \(U=12\ \text{V}\). Przez opornik płynie prąd o natężeniu \(I=0{,}5\ \text{A}\).
Oblicz:
- opór elektryczny opornika,
- jakie natężenie prądu popłynie przez ten sam opornik, jeśli napięcie zwiększymy do \(18\ \text{V}\), zakładając, że jego opór się nie zmienia.
📑 MODUŁY KURSU
Pełne śledzenie postępów kursu w planie Premium
© medianauka.pl, 2021-06-13, A-4074/2279
Data aktualizacji artykułu: 2026-08-29
