شرح قانون أوم للدائرة المغلقة

تسمى نسبة الجهد إلى التيار؛ المقاومة، وهو ما يعبر عنه قانون أوم (Ohm's Law) الذي ينص على أن نسبة الجهد (V) عبر أي نقطتين في الدائرة إلى التيار المتدفق (I) ثابتة، عندما تبقى الظروف المادية، أي درجة الحرارة ثابتة، يُشار إلى هذا الثابت على أنه مقاومة الدائرة (R)، ويُعطى بالصيغة الآتية:[١][٢]

المقاومة = الجهد / التيار.

R = V / I


ويمكن التعبير عنه كالآتي:

الجهد = التيار x المقاومة

V = IR


حيث إن:

V: الجهد بالفولت.

I: التيار بالأمبير.

R: المقاومة بالأوم.




يسمح قانون أوم بتحديد خصائص الدائرة، مثل مقدار التيار المتدفق عبرها، إذا كانت قيم مصدر جهد الدائرة ومقاومة الدائرة معلومة.




مسائل على قانون أوم

فيما يلي عدة مسائل توضيحية على قانون أوم:[٣][٤]



السؤال:

في دائرة كهربائية مغلقة كانت قيمة المقاومة تساوي 50 Ω والتيار الذي يتدفق عبرها 3.2 A، أوجد قيمة الجهد المطبق عليه.

الحل:

بما أن قيم التيار (I) والمقاومة (R) معلومة، سنستخدم الصيغة التالية لحساب قيمة الجهد (V):

V = IR

الجهد = التيار × المقاومة


بالتعويض عن القيم في المعادلة، نحصل على:

V = 50 * 3.2

الجهد = 160 فولت.





السؤال:

تم توصيل مصدر طاقة جهده 8 فولت بمصباح كهربائي، بحيث يتدفق تيار كهربائي قدره 2 أمبير عبره، ضع في اعتبارك أن قيمة مقاومة الأسلاك الموصلة تساوي صفر. احسب مقاومة المصباح.

الحل:

بما أن قيم التيار (I) والجهد (V) معلومة، سنستخدم الصيغة التالية لحساب قيمة المقاومة (R):

المقاومة = الجهد / التيار

R = V / I


بالتعويض عن القيم في المعادلة، نحصل على:

R = 8 / 2

المقاومة = 4 Ω.





السؤال:

تم توصيل مصدر طاقة جهده 12 فولت بمصباح كهربائي، مقاومته تساوي 6 Ω، ضع في اعتبارك أن قيمة مقاومة الأسلاك الموصلة تساوي صفر، احسب التيار الذي يسري عبر المقاومة.

الحل:

بما أن قيم المقاومة (R) والجهد (V) معلومة، سنستخدم الصيغة التالية لحساب قيمة التيار (I):

التيار = الجهد / المقاومة

I = V / R


بالتعويض عن القيم في المعادلة، نحصل على:

I = 12 / 6

التيار = 2 A.




تطبيقات قانون أوم

فيما يلي التطبيقات الرئيسية لقانون أوم:

  • لتحديد الجهد أو المقاومة أو التيار لدائرة كهربائية.
  • يحافظ قانون أوم على انخفاض الجهد (voltage drop) المطلوب في الأجهزة أو العناصر الإلكترونية.
  • يستخدم قانون أوم في قياس التيار المستمر في أجهز الأميتر.


قيود تطبيق قانون أوم

فيما يلي قيود تطبيق قانون أوم:

  • لا ينطبق قانون أوم على العناصر الكهربائية أحادية الجانب مثل الثنائيات (Diodes) والترانزستورات (Transistors)؛ لأنها تسمح للتيار بالتدفق في اتجاه واحد فقط.
  • لن تكون نسبة الجهد والتيار ثابتة للعناصر الكهربائية غير الخطية مثل المواسعات (Capacitors) وغيرها، مما يجعل تطبيق قانون أوم صعبًا.

المراجع

  1. ↑ "Ohm’s law", omgfreestudy, Retrieved 26/6/2022. Edited.
  2. ↑ "Ohm's Law", hyperphysics, Retrieved 26/6/2022. Edited.
  3. ↑ the equation, the constant,ohms, with the symbol Ω. "Ohm's Law", byjus, Retrieved 26/6/2022. Edited.
  4. ↑ "What is Ohm’s Law?", fluke, Retrieved 26/6/2022. Edited.