قانون أوم في دوائر التيار المستمر

قانون أوم

قانون أوم هو واحد من أهمّ المبادئ والقوانين الفيزيائية الأساسية التي تستخدم في مختلف الدارات الكهربائية ، سواءً كانت بسيطة أو معقدة، وحظي باسمه هذا نسبة إلى العالم الفيزيائي الألماني جورج سيمون أوم، إذ كان أول من وضع معادلته وأثبت صحته، وذلك بعد أن قام بالكثير من التجارب والأبحاث التي كانت تهدف إلى قياس مقدار الجهد الكهربائي، وشدة التيار الكهربائي الموجودان في دارة كهربائية بسيطة، حيث استخدم في كل مرة طولاً مختلفاً للأسلاك الكهربائية، وكانت النتيجة أنّه توصل إلى العديد من المعادلات والقوانين الفيزيائية، والتي تمّ وصفها في ذلك الوقت أنّها شديدة التعقيد، وكان من بينها قانون أوم، وبعد ذلك أجري عليه الكثير من التعديل حتّى وصل للصورة البسيطة التي تمّ اعتمادها منذ ذلك الوقت إلى يومنا هذا.

معادلة قانون أوم

تنص معادلة قانون أوم على أنّ هناك علاقة طردية تربط بين شدة التيار الكهربائي المار بشكلٍ مستمر في دارة كهربائية، ومقدار الجهد الكهربائي القادم من مصدرٍ معين في نفس الدارة، وأنّ هناك مقدارٌ ثابتٌ بينهما، ويطلق عليه اسم المقاومة الكهربائية، أو الأومية، وعادةً ما تكون ثابتة لكلّ معدن، حيث إنّها لا تتأثر عند تغيير أيٍّ من الجهد أو التيار الكهربائي، وتختلف باختلاف نوع المعدن فقط، ويمكن الربط بين الجهد، والتيار، والمقاومة عن طريق معادلة بسيطة تكتب بشكلٍ رياضي بسيط كالآتي:

الجهد الكهربائي=التيار الكهربائي المار×المقاومة الأومية

بالرموز:

ج= ت×م

بذلك تكون المقاومة الأومية لأيِّ معدن مساوية لناتج قسمة مقدار الجهد الكهربائي على التيار الكهربائي المار في الدارة، أي أنّ: م=ج÷ت ذلك مع مراعاة أنّ قياس الجهد بوحدة الفولت ورمزها العلمي (V)، والتيار بوحدة الأمبير ورمزها العلمي (A)، والمقاومة بوحدة الأوم، وعند تفسير المعادلة السابقة فيزيائياً يتبين أنّه: (عند مرور تياٍر كهربائي شدته أمبيراً واحداً، في ناقل معدني مقاومته أوماً واحداً يكون فرق الجهد يساوي فولتاً واحداً).

تطبيق معادلة قانون أوم

وفيما يأتي بعض الأمثلة على قانون أوم:

• المثال الأول: دارة كهربائية بسيطة، يسير فيها تيار مستمر شدته 12 أمبيراً، ومقاومة الناقل المعدني فيها تعادل 1أوم، احسب فرق الجهد الكهربائي القادم من المصدر في هذه الدارة.
  • الحل: بتطبيق القانون: الجهد الكهربائي= التيار الكهربائي×المقاومة الأومية
  • ج=ت×م، ومنه ج=12×1= 12 فولت.

• المثال الثاني: أوجد مقدار التيار الكهربائي الذي يمر في مقاومة كهربائية مقدارها 6 أوم، عند تطبيق جهد كهربائي على طرفيها مقداره 3 فولت.
  • الحل: باستخدام القانون؛ التيار الكهربائي= الجهد الكهربائي/المقاومة الكهربائية
  • ت=ج / م، ومنه: ت =3 / 6= 0.5 أمبير.