ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ ΩΜ

ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ ΩΜ

ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ ΩΜ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Το πιο απλό δίπολο που μπορούμε να μελετήσουμε είναι ένας μεταλλικός αγωγός,ένα μεταλλικό σύρμα.Παρατηρούμε ότι όταν άκρα(πόλους) του σύρματος εφαρμόζουμε ηλεκτρική τάση,τότε από το σύρμα διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα.

Η σχέση που συνδέει την ηλεκτρική τάση με την ένταση του ρεύματος που προκαλεί σε έναν αγωγό

 Θέλουμε να βρούμε την σχέση που συνδέει την ηλεκτρική τάση με την ένταση του ρεύματος που προκαλεί σε έναν αγωγό.

Πρέπει να μελετήσουμε πως μεταβάλλεται η τιμή της έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος που διαρρέει έναν αγωγό όταν μεταβάλλουμε τη διαφορά δυναμικού που εφαρμόζεται στα άκρα του

 Πρέπει να μελετήσουμε πως μεταβάλλεται η τιμή της έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος που διαρρέει έναν αγωγό όταν μεταβάλλουμε τη διαφορά δυναμικού που εφαρμόζεται στα άκρα του.

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΝΟΜΟΥ ΤΟΥ ΩΜ

 Θα καταφύγουμε σε ένα πείραμα.Συνδέουμε έναν αγωγό σε σειρά με ένα αμπερόμετρο Α και στα άκρα του συστήματος εφαρμόζουμε διάφορες τάσεις.Με το αμπερόμετρο Α μετράμε την ένταση του ρεύματος που περνάει μέσα από τον αγωγό και με ένα βολτόμετρο V μετράμε την τάση που επικρατεί στα άκρα του αγωγού.

Συνδέουμε έναν αγωγό σε σειρά με ένα αμπερόμετρο Α και στα άκρα του συστήματος εφαρμόζουμε διάφορες τάσεις.Με το αμπερόμετρο Α μετράμε την ένταση του ρεύματος που περνάει μέσα από τον αγωγό και με ένα βολτόμετρο V μετράμε την τάση που επικρατεί στα άκρα του αγωγού

 Στη συνέχεια μεταβάλλουμε την τάση και παρατηρούμε ότι μεταβάλλεται και το ρεύμα του κυκλώματος.Αν υποθέσουμε ότι όταν η τάση στα άκρα του αγωγού είναι 2 V,η ένταση του ρεύματος είναι 0,1 Α.Τότε,αν η τάση γίνει 4 V,παρατηρούμε ότι η ένταση γίνεται 0,2 Α κ.ο.κ.Με ένα τέτοιο πείραμα συμπληρώνουμε ένα πίνακα τιμών.

Παριστάνουμε γραφικά τα ζεύγη τιμών (V,I) σε ένα ορθογώνιο σύστημα αξόνων και παρατηρούμε ότι τα διάφορα σημεία βρίσκονται σε ευθεία γραμμή.Η ένταση του ρεύματος που διαρρέει τον αγωγό και η τάση που εφαρμόζεται στα άκρα του είναι μεγέθη ανάλογα

 Στη συνέχεια παριστάνουμε γραφικά τα ζεύγη τιμών (V,I) σε ένα ορθογώνιο σύστημα αξόνων και παρατηρούμε ότι τα διάφορα σημεία βρίσκονται σε ευθεία γραμμή.Από το διάγραμμα διατυπώνουμε το νόμο του Ωμ.

ΔΙΑΤΥΠΩΣΗ ΤΟΥ ΝΟΜΟΥ ΤΟΥ ΩΜ

 Η ένταση (I) του ηλεκτρικού ρεύματος που διαρρέει ένα μεταλλικό μεταλλικό αγωγό είναι ανάλογη της διαφοράς δυναμικού(V) που εφαρμόζεται στα άκρα του.

                                                                                            I=V/R 

 Σύμφωνα με το νόμο του Ωμ,η αντίσταση ενός μεταλλικού αγωγού δεν εξαρτάται από την ηλεκτρική τάση που εφαρμόζεται στα άκρα του και της έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος που τον διαρρέει.

Η ένταση (I) του ηλεκτρικού ρεύματος που διαρρέει ένα μεταλλικό μεταλλικό αγωγό είναι ανάλογη της διαφοράς δυναμικού(V) που εφαρμόζεται στα άκρα του

 Αν λύσουμε την σχέση R=V/I ως προς I έχουμε:

I=1/R ×V             ή 

V= I×R

 Άρα βλέπουμε ότι η ένταση του ρεύματος που διαρρέει έναν αγωγό είναι ανάλογη της τάσης που εφαρμόζεται στα άκρα του αγωγού με σταθερά αναλογίας το 1/R.

Το Τρίγωνο VIR

 Η αντίσταση κάποιων διπόλων μεταβάλλεται με την αντίσταση κάποιων διπόλων μεταβάλλεται με την ηλεκτρική τάση που εφαρμόζουμε στα άκρα τους.

Ο Γερμανός φυσικός Γκέοργκ Σίμον Ωμ (1987-1854) που διατύπωσε τον  Νόμο του Ωμ που συνδέει την τάση και την ένταση του ρεύματος που διαρρέει έναν αγωγό

 Μεγάλη τάση σημαίνει ότι τα ηλεκτρόνια αποκτούν μεγαλύτερη κινητική ενέργεια και θα  κινούνται με μεγαλύτερη ταχύτητα.Άρα τόσο περισσότερα θα περνάνε από μια διατομή του αγωγού σε ορισμένο χρόνο συνεπώς τόσο μεγαλύτερη θα είναι η ένταση του ρεύματος.

Μεγάλη τάση σημαίνει ότι τα ηλεκτρόνια αποκτούν μεγαλύτερη κινητική ενέργεια και θα  κινούνται με μεγαλύτερη ταχύτητα

 Κατά την κίνησή τους τα ελεύθερα ηλεκτρόνια συγκρούονται με τα ιόντα του μετάλλου.Σε κάθε τέτοια σύγκρουση το ιόν ταλαντώνεται εντονότερα και η ταχύτητα του ηλεκτρονίου μειώνεται.Αμέσως μετά τη σύγκρουση,η δύναμη του ηλεκτρικού πεδίου προκαλεί εκ νέου αύξηση της ταχύτητας του ηλεκτρονίου μέχρι την επόμενη σύγκρουση,οπότε επαναλαμβάνεται η ίδια διαδικασία.