رابطه بین ولتاژ ، جریان و مقاومت

قانون اهم

قانون اهم: جریان (I) = ولتاژ (V) / مقاومت (R)

برای افزایش جریان در مدار، باید ولتاژ را افزایش داد یا مقاومت را کاهش داد. یک مدار الکتریکی ساده در شکل 1a نشان داده شده و جریان برق از طریق این مدار با قیاس با سیستم آب تحت فشار در شکل 1b نشان داده شده است.

در مدار الکتریکی، منبع تغذیه، فشار الکتریکی (ولتاژ) تولید می کند که معادل پمپ ایجاد فشار آب در لوله است. جریان معادل سرعت جریان آب است. و لامپ مقاومت را مانند محدودیت در سیستم آب فراهم می کند. آمپرمتر معادل دبی سنج است و ولت متر اختلاف فشار الکتریکی را در هر طرف محدودیت در سیستم آب اندازه گیری می کند. افت ولتاژ به دلیل انرژی مصرف شده در عبور جریان از طریق لامپ، که مقاومت بالاتری نسبت به سیم موجود در مدار دارد، وجود خواهد داشت. به طور مشابه، فشار آب در (A) کمتر از (B) خواهد بود.

بیشتر بخوانید: تلویزیون شهری

مقاومت کلی یک جسم به تعدادی ویژگی از جمله طول، سطح مقطع و نوع ماده بستگی دارد. هر چه طول آن بیشتر باشد، مقاومت آن بیشتر است. به عنوان مثال، یک سیم دو متری دو برابر مقاومت سیم یک متری با خواص مشابه است. هرچه سطح مقطع بزرگتر باشد، مقاومت آن کمتر می شود: کابل های برق سربار مقاومت بسیار کمتری نسبت به یک لامپ خم کننده با طول مشابه دارند. مواد مختلف همچنین توانایی های متفاوتی برای هدایت الکتریسیته دارند. فلزات رسانای بسیار خوبی دارند اما موادی مانند سرامیک یا شیشه معمولاً جریان الکتریسیته را هدایت نمی کنند و به عنوان عایق شناخته می شوند.

حیوانات دارای نسبت بالایی از مایع هستند که الکتریسیته را به خوبی هدایت می کند. با این حال پوست، چربی، استخوان و مو جسمی ضعیف هستند. جریان الکتریکی مسیر کمترین مقاومت را از طریق بافت حیوانی طی می کند و در نتیجه تنها بخش کوچکی از جریان اندازه گیری شده به مغز نفوذ می کند. حیوانات با پشم های سنگین، پوست ضخیم، لایه های چربی یا جمجمه ضخیم مقاومت الکتریکی بالایی خواهند داشت.

فرمول مقاومت، ولتاژ و جریان چیست؟

فرمول مقاومت، ولتاژ و جریان به صورت I = V/R بیان می‌شود که I جریان بر حسب آمپر، V ولتاژ بر حسب ولت و R مقاومت بر حسب اهم است.

3 شکل قانون اهم چیست؟

قانون اهم را می توان به سه شکل مختلف بسته به کمیت های مجهول و داده شده بازنویسی کرد. این سه شکل به شرح زیر است:

  • (1) ولتاژ برابر است با جریان ضرب در مقاومت(V=IR).
  • (2) مقاومت برابر است با ولتاژ تقسیم بر جریان(R = V/I).
  • (3) جریان برابر است با ولتاژ تقسیم بر مقاومت (I = V/R).

هنگام باز کردن شیر آب متصل به شیلنگ، آب بلافاصله از آن خارج می شود. عواملی را در نظر بگیرید که بر میزان جریان آب در شیلنگ تأثیر می گذارد. اگر فشار شیر افزایش یابد، مقدار آب خارج شده از شیلنگ نیز افزایش می یابد. با این حال، هنگامی که انقباضات در شیلنگ وجود دارد، مقدار آب کاهش می یابد. این مانند جریان آب در یک رودخانه است، تا زمانی که از منبع آب تا مکان بعدی اختلاف ارتفاع وجود داشته باشد، آب به جریان خود ادامه می دهد. هر گونه مانعی مانند رسوبات و سنگریزه باعث کاهش یا کاهش میزان آب رسیدن به یک منطقه می شود.

در سال 1827، یک فیزیکدان و ریاضیدان آلمانی به نام گئورگ سیمون اهم آزمایشی را با استفاده از مدارهای مختلف با طول های مختلف سیم انجام داد. او جریان در مدار و ولتاژ در قطعه الکتریکی را اندازه گیری کرد.

بیشتر بخوانید: ویدئو وال

در بخش قبل، مقاومت ثابت می ماند در حالی که ولتاژ و جریان متفاوت است. اگر مقاومت تغییر کند در حالی که ولتاژ ثابت بماند چه اتفاقی برای جریان می افتد؟

جریان با مقاومت نسبت معکوس دارد. به این معنی که با افزایش مقاومت در حال کاهش می‌تواند در صورت مقاومت در برابر افزایش جریان می‌تواند. برخورد مولکول ها و ذرات در یک ماده مانع از جریان جاری در یک سیم می شود. عواملی مانند سیم های بلندتر و مواد خاص، مانند عایق هایی که حرکت بارها را در یک سیم یا هر یک از آنها کاهش می دهد، مقاومت ماده را افزایش می دهد. این باعث کاهش جریان در مدار می شود.

برای مثال فرض کنید ولتاژ در مدار در 3 ولت ثابت است. اگر مقاومت یک مقاومت 1 باشد، جریان 3.0 A خواهد بود. اگر مقاومت به 2 افزایش یابد، با توجه به مقدار یکسان ولتاژ، جریان 1.5 V می شود. حالتی که مشاهده می شود، رابطه بین جریان و مقاومت معکوس به طوری است که با افزایش مقاومت، کاهش می یابد.


تنظیمات
مطالب مرتبط

یادداشت کاربران
درج یک یادداشت :
1 + 5 = ?