قانون أوم للجهد

ما هو قانون أوم؟

يعتبر قانون أوم هو القانون الأساسيّ لتحليل الدوائر الكهربائيّة، حيث إنّه يقوم بوصف العلاقة الرابطة بين ثلاث كميّات فيزيائيّة أساسيّة وهي الجهد الكهربائيّ، والتيّارالكهربائيّ، والمقاومة الكهربائيّة، فقد فسّر القانون أنّ التيّار الكهربائيّ متناسباً تناسباً طردياً مع الجهد الكهربائيّ بين نقطتين، مع ثابت التناسب وهو المقاومة.

شرح قانون أوم

يُعبّر عن العلاقة الخاصّة بقانون أوم باستخدام ثلاثة معادلات متكافئة كالآتي:

• لإيجاد الجهد الكهربائيّ: (V=I*R).
• لإيجاد التيار الكهربائيّ: (I=V/R).
• لإيجاد المقاومة الكهربائيّة: (R=V/I).

حيث تعبّر الرموز السابقة عمّا يلي:

• I: التيار الكهربائيّ، ويُقاس بوحدة الأمبير.
• V: الجهد الكهربائيّ عبر الموصل، ويُقاس بوحدة الفولت.
• R: المقاومة الكهربائيّة للموصل، وتُقاس بوحدة الأوم.

يتدفّق التيّار عبر المقاومة؛ أو عبر موصل غير مثاليّ ولكنّه يحمل مقاومة، مما يؤدّي إلى فقدان الطّاقة من التيّار، وتكون قيمة هذه الطّاقة قبل مرورها بالموصل أعلى من قيمتها بعد مرورها بالموصل، ويعبّر الجهد الكهربائيّ عن الفرق الكهربائيّ في هذا الموصل، ويمكن قياس قيمة الجهد الكهربائيّ والتيّار بين نقطتين؛ مما يعني أنّه من الممكن اشتقاق قيمة المقاومة والتي لا يمكن قياسها بشكلٍ مباشرٍ من خلال التجارب.

العوامل المؤثرة على قانون أوم

هناك العديد من العوامل المؤثرة على قانون أوم، أبرزُها:

• درجة الحرارة: نصّ قانون أوم على وجوب ثبات في درجات الحرارة عند تطبيقه، إذ تختلف مقاومة المواد الكهربائية باختلاف درجات الحرارة.
• الموصلات الحرارية: يقوم مبدأ قانون أوم على ضرورة وجود فرق جهد على طرفي الموصل لحدوث تدفق للتيار الكهربائي، وبالتالي تتأثر المقاومة.
• وجود شوائب في الموصل: إن وجود العيوب أو الشوائب في الموصل يعمل على زيادة مقاومة المادة الموصلة للتيار الكهربائي.
• المجال المغناطيسي: إن وجود أي تدفق مغناطيسي قد يؤثر على قيمة المقاومة للمادة الموصلة للتيار الكهربائي، مع الانتباه إلى تناسب العلاقة بين المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي.
• السوائل الموصلة: إنّ السوائل الموصلة مثل البلازما تتحرك بسرعة كبيرة جدًا، مما يؤدي إلى توليد تيار كهربائي بقوة أكثر؛ مسببًا اختلافًا في المقاومة الكهربائية للسوائل عن باقي المواد الكهربائية.

اكتشاف قانون أوم

يعدّ قانون أوم من أكثر القوانين أهميةً وأساسيّةً للتحكّم في الدوائر الكهربائيّة، والإلكترونيّة، ويعود سبب أهميّة هذا القانون للعلاقة التي تربط بين قيم الجهد الكهربائيّ، والتيّار الكهربائيّ اللذان يعتبران الكميّتان الأساسيتان في تركيب الدوائر الكهربائيّة، وقد أعطى العالم الألمانيّ جورج أوم جهداً كبيراً لمعرفة العلاقة الرياضيّة التي تربط بين التيّار، والجهد، والمقاومة، إلّا أنّه لم يكن في السابق طريقة القياس المتريّة كالموجودة حالياً أثناء إجرائه لتجاربه الخاصّة، وبعد البحث والمحاولات الأخرى استطاع العالم ابتكار قانون أوم بالصيغة المعروفة لدينا في هذا اليوم.

ملخص

سُمي هذا القانون باسم قانون أوم نسبةً إلى العالم جورج أوم وهو يعد من القوانين المهمة التي تربط بين التيار الكهربائي، والمقاومة الكهربائية، والجهد الكهربائي، ويُستخدم قانون أوم في مجال حساب قيم الجهد الكهربائي، وتركيب الدارات الكهربائية، مع ضرورة الانتباه إلى وجود بعض العوامل التي يُمكن أن تؤثر على تطبيق القانون ويجب مراعاتها.