Eszkola

Prawo Ohma

Prawo Ohma opisuje zależność natężenia prądu przepływającego przez przewodnik w zależności od przyłożonego napięcia.

Dla przewodników napięcie między końcami przewodnika jest proporcjonalne do natężenia prądu płynącego przez ten przewodnik. W ustalonej temperaturze współczynnik proporcjonalności jest stały i nazywany jest oporem przewodnika. Dla przewodnika o oporze \(R\), przez który płynie prąd o natężeniu \(I\), napięcie \(U\) między jego końcami wynosi:

\(U=I\cdot R\)

Jednostką oporu jest \(\Omega\) [om]

Opór można powiązać z geometrią przewodnika. I tak dla przewodnika o długości \(l\) i przekroju poprzecznym \(S\) opór wyniesie:

\(R=\rho \dfrac{l}{S}\)

przy czym \(\rho\) jest nazywane oporem właściwym i jest zależne od materiału, z jakiego wykonano przewodnik. 

Prawo Ohma definiuje opór jako współczynnik proporcjonalności napięcia do natężenia. Współczynnik ten jest jednak zależny od temperatury. I tak dla metali opór będzie liniowo rósł wraz z temperaturą. Jeżeli w pewnej temperaturze \(T_0\) opór wynosi \(R_0\), to w temperaturze różnej o \(\Delta T\) wyniesie:

\(R_{\Delta T}=R_0 +R_0\cdot \alpha \cdot \Delta T\),

przy czym \(\alpha\) jest temperaturowym współczynnikiem rezystancji.

Dla materiałów półprzewodnikowych z kolei opór będzie eksponencjalnie malał przy wzroście temperatury.

W temperaturze pokojowej opór właściwy miedzi wynosi \(1.7 \cdot 10^{-8} \Omega m\), a szkła jest 1018 razy większy.