Mis on Ohmi seaduse kinnitused?

Ohmi seadus on põhiline printsiip elektritehnikas ja füüsikas, mis kirjeldab suhet voolu, mis läbib joonteed, jõudendit sellel joonteedel ning joontee vastust. Seadus avaldub matemaatiliselt järgmiselt:

V=I×R

• V on jõudend joonteedel (mõõdetav voltsides, V),

• I on vool, mis läbib joonteed (mõõdetav amperites, A),

• R on joonte vastus (mõõdetav omades, Ω).

Kuigi Ohmi seadust laialdaselt kasutatakse ja tunnustatakse, on olemas mõned tingimused, kus selle rakendamine võib olla piiratud või ebaõiglane. Siin on peamised Ohmi seaduse kehtivused ja piirangud:

Ohmi seaduse kehtivused ja tingimused, kus see rakendub

• Lineaarsed vastuskomponendid:Ohmi seadus rakendub materjalidele, mis näitavad lineaarset käitumist, st nende vastus jääb muutumatult laia toiminguvaldkonna ulatuses. Näiteks metallid nagu vask ja alumiinium.

• Püsiv temperatuur:Seadus kehtib, kui joontee temperatuur jääb suhteliselt muutumatuna. Temperatuuri muutused võivad mõjutada materjali vastust, muutes nii jõudendi ja voolu vahelist suhet.

• Idealsed tingimused:Idealsed tingimused, kus pole väliseid mõjukaid nagu magnetväli või kiirgus, annavad Ohmi seadusele täpseid ennustusi.

Ohmi seaduse piirangud ja tingimused, kus see ei rakendu

• Mitte-lineaarsed materjalid:Materjalid, mis näitavad mitte-lineaarset käitumist, nagu pooljuhidavad, ei järgi Ohmi seadust, sest nende vastus muutub rakendatava jõudendiga või vooluga. Näiteks diodidel on väga erinev suhe jõudend-vool, kui Ohmi seadus ennustaks.

• Gasiplinnaelund:Gasiplinnaelundides, nagu neoni lampides või fluoretsentlampides, ei kasva vool lineaarselt jõudendiga ioniseerumisprotsesside tõttu gasi sees.

• Ülesanneteelised:Ülesanneteelised omavad nulli vastust väga madalatel temperatuuritel ja seetõttu ei järgi need Ohmi seadust, kuna ükski jõudend ei muutu mingi voolu väärtuse korral.

• Temperatuurimuutused:Olulised temperatuurimuutused võivad muuta materjali vastust, muutes Ohmi seaduse vähem sobivaks, kui seda ei korrigeerita temperatuurimuutuste järgi.

• Kõrge sagedus:Kõrge sageduse korral võivad kapatsiivne või induktiivne reaktsioon tekitada kaldumisi Ohmi seaduse kirjeldatust lihtsast suhest.

• Keemilised reaktsioonid:Elektrokeemilistes elementides ei ole alati voolu-jõudendi suhe lineaarne, kuna selles osaleb keemilisi reaktsioone.

Kokkuvõte

Ohmi seadus on kasulik vahend lihtsate elektriliikumiste käitumise analüüsimisel teatud tingimustes. See töötab hästi lineaarse vastusega komponentide puhul stabiilsete temperatuuride ja olulistele välisele mõjudele puudutamata. 

Kuid see on piiratud, kui tegemist on mitte-lineaarse materjalide, gasiplinnaelundide, ülesanneteeliste, temperatuurimuutuste, kõrgete sageduste ja elektrokeemiliste protsessidega. Nende piirangute mõistmine on oluline, et Ohmi seadust õigesti rakendada ja eksperimentaalsete tulemuste täpselt interpreteerida.