Prawo Ohma — definicja i wzór

Co mówi prawo Ohma?

Prawo Ohma to jedno z podstawowych praw elektryczności. Mówi ono, że natężenie prądu płynącego przez przewodnik jest wprost proporcjonalne do napięcia przyłożonego do jego końców, a odwrotnie proporcjonalne do oporu tego przewodnika. Innymi słowy: im większe napięcie, tym większy prąd, a im większy opór, tym prąd mniejszy.

Jak brzmi wzór prawa Ohma?

Prawo Ohma najczęściej zapisujemy wzorem U = I · R. Można go też przekształcić, aby obliczyć dowolną z wielkości: I = U / R (natężenie) oraz R = U / I (opór). Dzięki temu, znając dwie wielkości, zawsze można wyznaczyć trzecią. To sprawia, że prawo Ohma jest bardzo praktyczne w zadaniach.

Co oznaczają symbole we wzorze?

We wzorze występują trzy wielkości. U to napięcie, mierzone w woltach (V). I to natężenie prądu, mierzone w amperach (A). R to opór elektryczny (rezystancja), mierzony w omach (Ω). Zapamiętanie, co oznacza każdy symbol i w jakiej jednostce się go podaje, to podstawa poprawnego rozwiązywania zadań z elektryczności.

Przykład obliczeń

Załóżmy, że do opornika o oporze R = 10 Ω przyłożono napięcie U = 20 V. Aby obliczyć natężenie prądu, korzystamy ze wzoru I = U / R, czyli I = 20 V / 10 Ω = 2 A. Oznacza to, że przez opornik płynie prąd o natężeniu 2 amperów. Tak proste obliczenia wykonuje się dzięki prawu Ohma.

Kiedy prawo Ohma obowiązuje?

Prawo Ohma sprawdza się przede wszystkim dla przewodników metalowych w stałej temperaturze. W takich warunkach opór jest stały, a prąd rośnie proporcjonalnie do napięcia. Trzeba jednak pamiętać, że nie wszystkie elementy elektryczne mu podlegają — na przykład żarówka czy dioda zachowują się inaczej, bo ich opór zmienia się wraz z warunkami.

Skąd pochodzi nazwa prawa?

Prawo zostało nazwane na cześć niemieckiego fizyka Georga Ohma, który w XIX wieku odkrył zależność między napięciem, prądem a oporem. Na jego cześć nazwano również jednostkę oporu — om (symbol Ω). To kolejny przykład, jak w fizyce upamiętnia się uczonych, nadając ich nazwiska prawom i jednostkom.

Prawo Ohma — podsumowanie

Najważniejsze do zapamiętania: prawo Ohma opisuje wzór U = I · R, który wiąże napięcie, natężenie prądu i opór. Prąd rośnie wraz z napięciem, a maleje wraz z oporem. Prawo najlepiej sprawdza się dla metalowych przewodników w stałej temperaturze i jest jednym z fundamentów nauki o prądzie elektrycznym.

Trójkąt prawa Ohma — sposób na zapamiętanie

Aby łatwo zapamiętać wzory, można narysować trójkąt prawa Ohma. Na górze umieszcza się napięcie U, a na dole natężenie I oraz opór R. Gdy zasłonimy szukaną wielkość, pozostałe pokażą, jak ją obliczyć: zasłaniając U, widzimy I razy R; zasłaniając I, widzimy U przez R. To prosta pomoc, która przydaje się przy rozwiązywaniu zadań.

Gdzie wykorzystuje się prawo Ohma?

Prawo Ohma jest podstawą elektroniki i elektrotechniki. Korzystają z niego inżynierowie projektujący obwody, na przykład dobierając odpowiednie oporniki, aby przez elementy płynął prąd o właściwym natężeniu. Dzięki temu prawu można też zrozumieć działanie wielu urządzeń domowych. To jedno z tych praw fizyki, które ma bezpośrednie zastosowanie w codziennym życiu i technice.