Ο νόμος του Ωμ.
Ο νόμος του Ohm (Ωμ) διδάσκεται αναλυτικά στη Β’ Λυκείου (Γενικής Παιδείας) και στα ΕΠΑ.Λ., καθώς η ύλη της Α’ Λυκείου στη Φυσική περιλαμβάνει κυρίως Μηχανική (κινήσεις, δυνάμεις, ενέργεια). [1, 2]
Ο νόμος του Ωμ αναφέρει ότι η ένταση (I) του ηλεκτρικού ρεύματος που διαρρέει έναν μεταλλικό αγωγό σταθερής θερμοκρασίας είναι ανάλογη της τάσης (V) που εφαρμόζεται στα άκρα του. [1]
Μαθηματική Διατύπωση
Η βασική μαθηματική σχέση του νόμου είναι:
\(I=\frac{V}{R}\)
\(I=\frac{V}{R}\)
Όπου:
-
- I: Η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος, η οποία μετριέται σε Αμπέρ (A).
- V: Η ηλεκτρική τάση (διαφορά δυναμικού) στα άκρα του αγωγού, η οποία μετριέται σε Βολτ (V).
- R: Η ηλεκτρική αντίσταση του αγωγού, η οποία μετριέται σε Ωμ (Ω). [1]
Εναλλακτικές Μορφές (Το Τρίγωνο του Ohm)
Μπορείτε να αναδιατάξετε τον τύπο ανάλογα με το μέγεθος που θέλετε να υπολογίσετε:
-
- Για να βρείτε την Τάση: \(V=I\cdot R\)
- Για να βρείτε την Αντίσταση: \(R=\frac{V}{I}\) [1]
Χαρακτηριστική Καμπύλη
-
- Αν σχεδιάσουμε τη γραφική παράσταση της έντασης (I) σε συνάρτηση με την τάση (V), προκύπτει μια ευθεία γραμμή που διέρχεται από την αρχή των αξόνων.
- Η κλίση αυτής της ευθείας είναι σταθερή και ισούται με το 1/R.
- Οι αγωγοί που υπακούουν σε αυτόν τον νόμο ονομάζονται γραμμικοί αγωγοί ή αντιστάτες. [1, 2]
Πότε ΔΕΝ ισχύει ο νόμος του Ωμ;
Ο νόμος δεν είναι παγκόσμιος. Ισχύει κυρίως για μεταλλικούς αγωγούς και μόνο όταν η θερμοκρασία τους παραμένει σταθερή. Αν η θερμοκρασία αλλάξει (π.χ. σε μια λάμπα πυρακτώσεως που ζεσταίνεται), η αντίσταση R μεταβάλλεται και η σχέση I-V παύει να είναι γραμμική. [1, 2]
Τεστ Αυτοαξιολόγησης: Ο Νόμος του Ohm
1. Ποια είναι η βασική μαθηματική formula του Νόμου του Ohm;
-
- Α) I = V ⋅ R
- Β) V = I ⋅ R
- Γ) \(R = \frac{I}{V}\)
- 👉 Σωστή απάντηση: Β. Η Τάση (V) ισούται με την Ένταση (I) επί την Αντίσταση (R).
2. Αν σε ένα κύκλωμα διπλασιάσουμε την Τάση (V) κρατώντας σταθερή την Αντίσταση (R), τι θα συμβεί στην Ένταση (I);
-
- Α) Θα υποδιπλασιαστεί.
- Β) Θα παραμείνει η ίδια.
- Γ) Θα διπλασιαστεί.
- 👉 Σωστή απάντηση: Γ. Η Ένταση είναι ανάλογη της Τάσης.
3. Ποια είναι η μονάδα μέτρησης της Ηλεκτρικής Αντίστασης;
-
- Α) Ampere (A)
- Β) Ohm (Ω)
- Γ) Volt (V)
- 👉 Σωστή απάντηση: Β. Το Ohm (Ω) μετράει την αντίσταση που προβάλλει ένας αγωγός στο ρεύμα.
4. Ένας καταναλωτής έχει αντίσταση R = 10 Ω και τροφοδοτείται με τάση V = 20 V. Πόσο ρεύμα (I) διαρρέει το κύκλωμα;
-
- Α) 2 A
- Β) 0.5 A
- Γ) 200 A
- 👉 Σωστή απάντηση: Α. Από τον τύπο \(I = \frac{V}{R}\), έχουμε \(I = \frac{20}{10} = 2\ A\).
5. Τι εκφράζει η Ηλεκτρική Αντίσταση σε ένα κύκλωμα;
- Α) Την πίεση που σπρώχνει τα ηλεκτρόνια.
- Β) Τη δυσκολία που συναντά το ηλεκτρικό ρεύμα κατά τη δίοδό του μέσα από έναν αγωγό.
- Γ) Την ταχύτητα κίνησης των φορτίων.
- 👉 Σωστή απάντηση: Β. Η αντίσταση «φρενάρει» τη ροή των ηλεκτρονίων.