Prawo Ohma
Prawo Ohma opisuje proporcjonalność natężenia prądu płynącego przez przewodnik do napięcia między jego końcami. Odkrył je w 1826 roku niemiecki fizyk Georg Simon Ohm.
Historia
- 1822: Humphry Davy bada przewodnictwo elektryczne w metalach, stwierdzając, że jest ono odwrotnie proporcjonalne do długości drutu.
- 1825: Georg Simon Ohm bada zależność prądu od wymiarów przewodnika.
- 1826: Ohm formułuje prawo w znanej dziś postaci, jednak jego prace zyskują uznanie dopiero po kilku latach.
- 1845-1847: Gustav Kirchhoff przeprowadza analizę teoretyczną, łącząc gęstość prądu z polem elektrycznym.
- 1900: Paul Drude wyjaśnia teoretycznie stwierdzoną przez Ohma proporcjonalność prądu do napięcia.
Prawo Ohma nie jest uniwersalne; istnieją materiały, które nie spełniają tej zasady, nazywane nieliniowymi. Materiały, które to robią, określamy jako liniowe.
Prawo Ohma w postaci różniczkowej
Prawo Ohma można zapisać w postaci różniczkowej dla odcinka przewodnika:
gdzie to gęstość prądu, to konduktywność, a to natężenie pola elektrycznego.
Prawo Ohma dla prądu przemiennego
W obwodach prądu przemiennego stosuje się zespoloną impedancję , aby opisać zależność prądu od napięcia:
Rezystancję i konduktancję definiuje się jako części rzeczywiste impedancji.
Prawo Ohma w materiałach anizotropowych
W materiałach anizotropowych kierunek prądu może nie pokrywać się z kierunkiem pola elektrycznego. W takim przypadku konduktywność jest opisana jako tensor:
Opór w obwodach nieliniowych
Dla elementów nieliniowych opór nie jest stały i definiuje się go jako:
Rezystancję różniczkową można zdefiniować jako:
Bibliografia
- David J. Griffiths, Podstawy elektrodynamiki, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2006.