Ohmi seadus

Kui mõõta metallist juhti läbiva voolutugevuse sõltuvust tema otstele rakendatud pingest (joonis 1.2. a), siis on näha, et voolutugevus juhis on võrdeline pingega juhi otstel (joonis 1.2. b).


Joonis 1.2. a	Joonis 1.2. b

Seega on antud juhi jaoks pinge ja voolutugevuse suhe sama ning seda suhet, takistust $R$ , võib kasutada metallist keha iseloomustamiseks voolu takistamise seisukohalt. Seos ongi valemi kujul esitatud Ohmi seadus.

(1.2.)

I = \frac{U}{R}

Kui sama kehaga korrata katset kõrgemal temperatuuril, jääb sõltuvus võrdeliseks, kuid graafiku tõus on väiksem. Temperatuuri tõus suurendab metallist keha takistust. Saksa füüsiku Georg Simon Ohmi poolt korraldatud katsed näitasid, et metalli takistus sõltub juhi pikkusest, ristlõikepindalast ja materjalist, ning hilisemate mõõtmistega leiti seos, kus $ρ$ on materjali eritakistus, mis määratakse katseliselt.

(1.3.)

R = \frac{ρ l}{S}

Võrdeline sõltuvus pinge ja voolutugevuse vahel pole üldkehtiv. Näiteks ioone sisaldavas lahuses, pooljuhis ja elektrivoolu juhtivas gaasis on sõltuvus keerulisem.

Eritakistuse järgi võib aineid ja materjale jaotada juhtideks, isolaatoriteks ja pooljuhtideks. Juhtidel on eritakistus suhteliselt väike ja isolaatoritel (dielektrikutel) suur. Pooljuhtide eritakistus on vahepealne, kusjuures see sõltub olulisel määral temperatuurist, valgustatusest ja lisanditest.

Küsimused

Mõõteriistu saab ühendada vooluringi erinevalt, näiteks jadamisi või rööbiti tarbijaga. Kuidas tuleks ühendada tarbija suhtes ampermeeter ja voltmeeter?

Missuguse takistusega peaks olema ideaalne amper- ja voltmeeter?

Juhtivus

G

on takistuse pöördväärtus. Missugune näeks välja Ohmi seaduse valem juhtivuse kaudu?

Summary

Voolutugevus juhis on võrdeline pingega juhi otstel

I = \frac{U}{R}

Võrdeteguri pöördväärtust nimetatakse takistuseks ja selle ühikuks on Ω (oom). Takistuse tõttu esineb elektrivoolu soojuslik toime.

Takistus on võrdeline juhi eritakistuse ja pikkusega ning pöördvõrdeline juhi ristlõikepindalaga

R = \frac{ρ l}{S}

Võrdetegurit ρ nimetatakse aine eritakistuseks, mis näitab ühikulise pikkuse ja ristlõikega juhi takistust.

Juhi takistus oleneb temperatuurist kujul

R = R_{0} (1 + α t)

Ülesanded

Juhi otstele rakendati pinge

6 V

ja siis läbis seda vool

1, 5 A

. Kui suur vool läbis sama juhti, kui talle rakendati pinge

2 V

?

Vooluallikaga Varta AA rakendati tarbijale takistusega

0, 2 k Ω

pinge

1, 5 V

. Arvuta voolutugevus tarbijas amprites ja milliamprites.

Metalljuhtme takistus on

0, 2

oomi. Kui suur on

6

korda pikema ja

6

korda väiksema ristlõikepindalaga samast materjalist juhtme takistus?

Arvuta reostaadi takistus, kui reostaat kujutab endast

20 m

pikkust,

0, 4 m m^{2}

ristlõikepindalaga konstantaanist takistustraati eritakistusega

0, 49 Ω \cdot m m^{2} / m

.

Amperage

Juhi takistus

Juhi takistuse temperatuurisõltuvus