Ohm törvénye

Ohm törvénye egy fizikai törvényszerűség, amely egy fogyasztón (pl. elektromos vezetékszakaszon) átfolyó áram erőssége és a rajta eső feszültség összefüggését adja meg. A törvényszerűséget Georg Simon Ohm német fizikus 1826-ban ismerte fel először.

A törvény

A törvény kimondja, hogy az elektromosan vezető anyagok a bennük áramló töltések mozgásával szemben a közegellenálláshoz hasonlítható elektromos ellenállással rendelkeznek. Ohm kísérletileg megállapította, hogy az áramerősség a vezeték két rögzített pontja között mérhető feszültséggel egyenesen arányos, vagyis:

$R={U \over I}$ = állandó,

ahol az állandó az adott vezetékszakaszra jellemző elektromos ellenállás.

(A törvény nem csak vezetékszakaszra, hanem általában bármilyen villamos ellenállást tanúsító fogyasztóra érvényes: a fogyasztó ellenállása megegyezik a sarkai közt mérhető feszültség és a rajta átfolyó áram hányadosával.)

Az ellenállás mértékegysége az ohm:

${{\mbox{V}} \over {\mbox{A}}}=\Omega$.

Fémes vezeték ellenállása

A mérésekből (és egyszerű gondolatmenetből is) következik, hogy egy adott $A$ keresztmetszetű, homogén anyagú fémes vezeték $l$ hosszúságú szakaszának ellenállása egyenesen arányos a vezeték hosszával és fordítottan arányos a keresztmetszetével:

$R={\varrho }{l \over A}$,

ahol a ${\varrho }$ arányossági tényező a vezeték anyagára jellemző ún. fajlagos ellenállás.

Ennek mérőszáma az egységnyi keresztmetszetű, egységnyi hosszúságú vezeték ellenállásának számértékével egyenlő. A fajlagos ellenállás SI-egysége az

${1\Omega {\mbox{m}}^{2}} \over {\mbox{m}}$.

Ez azonban a gyakorlatban túl nagy érték, ezért helyette az 1 méter hosszú, 1 mm² keresztmetszetű vezeték ellenállását veszik alapul:

${1\Omega {\mbox{mm}}^{2}} \over {\mbox{m}}$.

Az adott anyagra jellemző fajlagos ellenállás az alábbi összefüggés szerint függ a hőmérséklettől:

${\varrho }={\varrho }_{20}\,(1+{\alpha \,}_{20}\Delta \,t)$,

ahol

${\varrho }_{20}$: a 20 °C-on mért fajlagos ellenállás,
${\alpha \,}_{20}$: a 20 °C-on mért hőmérsékleti együttható,
$\Delta \,t=t\,-\,$20°C.

További információk

• Letölthető interaktív Flash szimuláció az Ohm-törvény szemléltetésére a PhET-től magyarul
• Letölthető interaktív Flash szimuláció a vezeték ellenállásának szemléltetésére a PhET-től magyarul

Források

• Holics László: Fizika 1-2., Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1986, ISBN 963-10-7148-0