يعد قانون أوم من أهم القوانين في فرع الفيزياء الكهربائية ، حيث أثبت العالم الألماني جورج سيمون أوم ( 1787- 1854 م ) بعد سلسلة من التجارب في عام 1826م أن التيار الكهربي ( ت ) المار في موصل يتناسب طرديا ( علاقة خطية ) مع فرق الجهد الكهربائي (جـ ) المطبق بين طرفيه، ويمكن تمثيلها بيانيا كما بالشكل التالي :
ويمكن كتابة العلاقة البيانية بالقانون التالي :
فرق الجهد = ثابت × التيار
يعتبرهذا الثابت هو : "المقاومة الكهربائية"
خلاصة :
قانون أوم يصف العلاقة حسابيا بين كلا من فرق الجهد الكهربائي (جـ ) الذي يعبر عن قوة تدفق الشحنات الكهربائية .. وبين المقاومة الكهربائية ( م ) التي تقاوم وتعيق هذا التدفق .. وبين النتيجة الحقيقية لهذا التدفق وهو التيار الكهربائي ( ت ) .
نص قانون أوم :
عند ثبوت درجة الحرارة يتناسب شدة التيار المار في موصل طرديا مع فرق الجهد بين طرفيه .
جـ = م × ت
لاحظوا أن العلاقة سهلة وبسيطة جدا .. كلما زاد الجهد او قلت المقاومة كلما زاد التيار المتدفق .. و زيادة المقاومة تحد من مرور التيار كما هو واضح في قانون اوم
من استخدامات قانون أوم :
يستخدم المهندسون قانون أوم لتحديد فعالية الدوائر الكهربائية. فبإمكانهم، على سبيل المثال، حساب كيف يمكن أن يتأثر سريان التيار بالترتيبات المختلفة لمكونات هذه الدائرة مثل توصيل الأسلاك والمكثفات والمقاومات.
إثبات قانون أوم عمليا
لإثبات قانون أوم عملياً اتبع الخطوات الآتية :
1) أعمل الدارة الكهربائية كما في الشكل أعلاه .
2) استعن بالعرض الفلاشي التالي لاستنتاج العلاقة بين فرق الجهد وشدة التيار الكهربائيين
فلاش محاكاة قانون أوم يمكن استخدامه لتحقيق قانون أوم عمليا :
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/OhmsLaw1.swf
وهذا فلاش آخر :
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/OhmsLaw2.swf
3) حرّك المؤشر voltage لضبط فرق الجهد على القيمة 1.5 فولت
4) اضبط المؤشر resistance لضبط المقاومة الكهربائية على القيمة 200 Ω .
5 ) سجل قيمة شدة التيار current المارة ( التي تظهر أسفل الفلاش ) بعد تحويلها إلى أمبير بقسمتها على 1000 ، لتصبح بوحدة الأمبير .
6) حرّك المؤشر voltage لزيادة فرق الجهد بشكل منتظم ، و بعد كل زيادة في فرق الجهد قم بتسجيل قيمة شدة التيار
7 ) مثل القياسات التي سجلتها في الجدول بيانيا ، ثم ارسم العلاقة .
8) احسب ميل الخط المستقيم ، يجب أن تكون مساوية لـ 200 Ω .
الاستنتاج
1) نلاحظ أن العلاقة بين كل من فرق الجهد وشدة التيار علاقة طردية أي انه كلما زاد فرق الجهد زاد شدة التيار وكلما قل فرق الجهد قلت شدة التيار
2) بحساب ميل الخط المستقيم الذي بالشكل نجد أن ميل الخط المستقيم = 200 نفس قيمة المؤشر resistance
وهنا فيديو عربي لشرح تحقيق قانون أوم عمليا :
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/OhmsLaw3.rar
ملاحظات :
1 – يمكن تطبيق قانون أوم في جزء من الدائرة أو الدائرة ككل مع ملاحظة :
عند تطبيق قانون أوم في جزء من الدائرة يجب أن يكون تعاملنا مع التيار المار في هذا الجزء فقط وكذلك المقاومة ذات الصلة .
عند تطبيق قانون أوم على الدائرة ككل يجب حساب التيار الكلي ، و المقاومة الكلية ، وكذلك يكون تعاملنا مع قيمة جهد المصدر للدائرة .
2 – الشكل التالي يلخص قوانين أوم :
والفلاش التالي عرض شامل لقانون أوم :
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/OhmsLaw4.swf