ERSOY TEKNİK
  Ohm kanunu
 

 Ohm kanunu

bir elektrik devresinde iki nokta arasındaki iletkenden üzerinden geçen akım potansiyel farkla (örn. voltaj veya gerilim düşümü) doğru; fakat iki nokta arasındaki dirençle ters orantılıdır.



Burada, I akım amper, V referans alınan iki nokta arasındaki potansiyel fark volt ve R ohmla ölçülen ve direnç olarak adlandırılan devre değişkeni (volt/amper)dir. Potansiyel fark gerilim olarakta bilinir ve bazen V nin yerine U, E veya emk (elektromotor kuvvet) sembolleri kullanılır.
Bu kanun basit elektriksel devrelerdeki telden geçen akım ve gerilim miktarını açıklar.
Yukarıdaki Ohm kanunu elektrik/elektronik mühendisliği alanında aşırı derecede kullanılan bir eşitliktir. Çünkü gerilim, akım ve direncin birbirleriyle olan ilişkisini makroskopik seviyede inceler. Bu elemanlar çoğunlukla bir elektrik devresinde bulunur.

Basit tanımlama ve kullanımı
Elektriksel aygıtları içeren elektrik devreleri birbirlerine iletkenlerle bağlanır.(Basit kombinasyonlar için elektriksel devreler maddesine bakın.) Yukarıdaki diyagram yapılabilen en basit elektrik devrelerinden biridir. Batarya gibi bir elektriksel aygıt içinde + ve - terminalleri bulunan bir çemberle gösterilir. Diğer aygıt zig-zag şeklinde resmedilir ve arkasına R harfi konur ve direnç olarak adlandırılır. Gerilim kaynağının + veya pozitif ucu direnci önemsenmeyen bir iletkenle direnç uclarının birine bağlanmıştır. Bu iletkenden geçen akım I ve ok işareti akımın yönünü gösterir. Direncin ikinci ucu başka bir iletkenle voltaj kaynağının - ucuna bağlanır. Bu form kapalı devredir. Çünkü gerilim kaynağının bir ucundan çıkan akım diğer ucuna dönmüştür.
Gerilim negatif yüklü elektronların iletken boyunca hareket ettiği bir elektriksel kuvvettir. Akım elektron akışına ters yönde akar ve direnç akıma karşı gösterilen zorluktur.
Ohm Kanununda bahsedilen 'iletken' üzerinde gerilimin ölçüldüğü bir devre elemanıdır. Dirençler elektrik şarjının üzerinden yavaçca aktığı iletkenlerdir. 10 megaohmluk bir dirençe sahip olan bir iletken 0,1 ohmluk bir dirence sahip olan iletkene göre daha zayıf bir iletkendir ve iyi iletken sayılmaz. (Yalıtkan maddelere bir gerilim uygulandığında akımın geçmesine izin vermezler.)

Fizik
Fizikçiler Ohm kanununun şu formunu sık kullanır: 
Burada J akım yoğunluğu, (akım/birim alan, Ohm kanunundaki I akımına benzemez), σ öziletkenlik (anisotropik maddelerde Tensör olabilir) ve E elektrik alanı (volt/metre, Ohm kanunundaki V birimine benzemez) dır. Yukarıdaki ifade üç boyutlu herbir vektörün kullanılan biçimlerden biri değildir. (Normalde aşağıdaki örnekte görüleceği şekildedir. Bazen noktanın anlamı vektörel çarpımdır. Buradaki nokta sadece basitce kullandığımız matematiksel çarpım anlamındadır.) Buradaji J de görüldüğü gibi kullanılan kartezyen koordinatları, vektördeki herbir bileşen için üç farklı bileşen vardır, Her bileşeninde üç farklı değeri vardır. Örneğin, J ögesinin x, y ve z yönlerinde Jx(x,y,z), Jy(x,y,z) ve Jz(x,y,z) gibi bileşenleri vardır.

Devre tasarımında kullanılan form makroskopiktir, Ohm2un genel formu yaklaşık olarak şu şekilde elde edilir:
Belirlenen iki nokta arasındaki potansiyel fark



veya elektriksel alan bağımsız yoldadır , | ΔV | = EL burada L referans noktalar arasındaki uzaklık. J= I / A olduğunda Ohm kanunu şöyle olur:
   

 



e İletkenin elektrik direnci öziletkenlik, uzunluk ve kesit alanı ile ifade edilir:

Eğer madde B manyetik alannında v hızıyla hareket ediyorsa forma şu ifadeye şu eklenmelidir



Mükemmel metal kafesde öziletkenlik yoktur, fakat gerçek bir metalde kristalografik kusurlar, kirlilikler, çoklu izotoplar ve atomların ısısal hareketler gibi etkiler vardır. Bunlar elektronların saçılmasına sebep olarak dirente değişiklik oluştururlar.



Ohm kanunu Kirçoh gerilim kanunu (KVL) ve Kirşof akım kanunu (KCL) nu elde etmek için yeterlidir. İlk eşitliğin sadece sağ tarafına bakarsak:

ve kapalı integral uygularsak:

 

Yüzey boyunca Stokes teoremini yazabiliriz:



fakat E potansiyeli yönsüz olarak kabul edeceğiz:






 
her iki tarafa yine kapalı integrali uygularsak:



Maxwell denklemlerinden curl(H) = J:





daha önceki eşitliklerden sağ tarafın sıfır olduğunu biliyoruz:



bu açık yüzeydeki net akımın sıfır olduğunu gösteriyor.
Elektrik ve elektronik mühendisliğinde kullanımı
Ohm kanunu elektrik devrelerinin analizinde kullanılan bir eşitliktir, mühendisler ve bilgisayarcılar tarafından da kullanılır. bugün bile iş yoğunluğunu azaltmak için elektrik devrelerin analizinde bilgisayarlarda kullanılıyor.
Hemen hemen bütün devrelerde dirençli elemanlar vardır ki bunların hemen hemen hepsinde ideal omik devreler dikkate alınır.

Hidrolik analog
Gerilim, akım ve direnç değerleri soyut kavramlardır,Başlangıçta elektrik mühendisliği öğrencileri su akışı için yardımcı analog terimler buldular. Su basıncı, pascal ile ölçülür ve, analog gerilimdir. Çünkü su akışını (yatay) olarak sağlayan borunun iki nokta arasındaki su basınç farkı hesaplanıyor Suyun akışı litre (veya galon) dakikadaki su miktarıdır. coulomb/saniye gibi analog bir akımdır.

Şerit direnci
Genellikle yalıtılmış tabakalara yerleştirilen ince metal şeritler elektrik akımını filmin yüzeyine paralel olarak taşınmak için kullanılır. Çoğu aygıtın elektriksel hassasiyetini açıklamak için ohm/birim kare terimi kullanılır. Şerit direnci maddesine bakın.


Sıcaklık etkileri
İletkenin sıcaklığı yükseldiğinde elektron ve atomlar arasındaki çarpışmalar da artar. Bu bir maddeyi ısıtmak gibidir Elektriksel akış artacağından dolayı direnç de artacak. Yarı iletkenler istisnadır. Ohmik bir maddenin direnci sıcaklığa şöyle bağlıdır:

 
 
Burada ρ özdirenç : ,  L iletkenin uzunluğu, A kesitin alanı, T sıcaklık, T0 referans sıcaklık (genellikle oda sıcaklığı), ve de ρ0 ve α maddelerin özgül sabiti. Yukarıdaki ifade de L ve A nın sıcaklıkla değişmediği varsayılır.
Bu sıcaklıktan bağımsızlık omik olmayan maddeler için geçerli değildir, çünkü verilen sıcaklıkta, R akım ve gerilimle değişmez (V / I = sabit).

AC devreler
Bir AC devresi içim Ohm kanunu şöyle yazılabilir , Burada V ve I sırasıyla gerilim ve akımın titreşim faz ve Z salınım frekansının kompleks empedansı. Bir iletim hattında yukarıdaki Ohm kanununu fazör formu yansımadan dolayı geçersizdir. Kayıpsız bir iletim hattında, gerilim ve akım oranı aşağıdaki karmaşık yapıdadır



Burada d yük empedansından farklıdır ZL dalga boyu, β hattın dalgasayısı ve Z0 hattın karakteristik empedansıdır.

Kaynakça
Handbook of Chemistry and Physics, Fortieth Edition, p.3112, 1958

 
 
  Bugün 1 ziyaretçi (9 klik) kişi burdaydı!  
 
=> Sen de ücretsiz bir internet sitesi kurmak ister misin? O zaman burayı tıkla! <=