جدول المحتويات
قانون أوم
سُمّي قانون أوم بهذا الاسم نسبةً إلى العالم الذي اكتشفه وهو الألمانيّ جورج سيمون أوم، ويتضمّن قانون أوم ثلاثة مفاهيم أساسية، الأول وهو التيار الكهربائيّ الذي يُقاس بوحدة الأمبير، والثاني هو الجهد الكهربائي ألا وهو مقدار الطاقة المبذولة لنقل الشحنات الكهربائية من نقطة إلى أخرى في المجال الكهربائي، ويُقاس الجهد الكهربائيّ بوحدة الفولت، ويُلخّص قانون أوم العلاقة ما بين كل من التيار الكهربائيّ والمقاومة والجهد الكهربائي؛ إذ خرج قانون أوم بنظرية مفادها أنه كلّما زاد الجهد الكهربائيّ وقلّت المقاومة كلّما كان التيار المتدفّق أقوى، وقد أُشير إلى قانون أوم بالرمز Ω، وفي هذا القانون سنتطرّق للحديث بشكل مفصّل حول شرح قانون أوم وطريقة عملية لإثباته.
شرح قانون أوم
إن الأمر الذي أدّى إلى استنتاج هذا القانون هو ملاحظة العالم الفيزيائيّ جورج أوم أن مقدار الطاقة الكهربائية قبل دخولها إلى الموصل كان أعلى من مقدارها بعد دخولها الموصل، وبذلك خلص أوم إلى أن كمية التيار الكهربائيّ الذي سيمرّ عبر نقطة موصلة للكهرباء يكون أعلى كلّما تمّت مضاعفة الجهد الكهربائيّ المبذول، وتوصّل العالم أوم إلى أن التيار الكهربائيّ سيتضاعف حوالي ثلاثة أضعاف عند مضاعفة الجهد المبذول، وبذلك فإنه عند قسمة الجهد الكهربائيّ على التيار الكهربائي عند درجة الحرارة نفسها فإن حاصل القسمة سيكون ثابتًا دائمًا، وهذا الرقم الثابت هو ما أطلق عليه أوم بالمقاومة، وقد توصّل كذلك إلى أن قيمة المقاومة تختلف باختلاف المادة فقط، أي أنها لا تختلف باختلاف كمية الجهد الكهربائي المبذول، ويُعبّر عن قانون أوم رياضيًا على النحو التالي:
R=V/I؛ حيث إن R هي المقاومة الكهربائية، و V هو مقدار الجهد الكهربائيّ الذي يُعبّر عنه بوحدة القياس (فولت)، و I هو مقدار التيار الكهربائي الذي يُعبّر عنه بوحدة قياس (الأمبير).
إثبات قانون أوم
يمكن لأي شخص القيام بتجربة إثبات قانون أوم وفحص صحة القانون على دارة كهربائية معينة، ويتمّ من خلال قياس مقدار التيار الكهربائيّ الذي يمرّ في الدارة الكهربائية عند مقادير مختلفة من الجهد الكهربائيّ؛ إذ يتمّ ملاحظة مقدار التيار الكهربائيّ المارّ في الدارة الكهربائية عند كل مقدار جهد كهربائي لملاحظة كمية التيار مقارنةً بكمية الجهد الكهربائي، ويتمّ وضع القراءات في جدول على سبيل المثال للحصول على قراءات مرتبة وواضحة توضح العلاقة بين كل من التيار ومقدار الجهد، وعند تسجيل عدد من القراءات المختلفة تتمّ ملاحظة فيما إذا كانت العلاقة طردية بين المقدارين في كلّ مرة، وهذ ما ينصّ عليه قانون أوم، وفي حال كانت العلاقة طردية بين القيم، فذلك يدلّ على أن نصّ قانون أوم صحيح، ويتمّ حساب المقاومة من خلال القانون وهو حاصل قسمة مقدار الجهد الكهربائيّ على قيمة التيار الكهربائي،
العوامل المؤثرة في قانون أوم
يتأثر قانون أوم بمجموعة من العوامل، وهذه العوامل هي:
- درجة الحرارة: إذ يجب أن تكون درجة الحرارة ثابتة عند قياس المقاومة الكهربائية.
- وجود سوائل موصلة: تتميّز السوائل الموصلة بحركتها السريعة، ممّا يؤدّي إلى مرور التيّار بشدة عالية وبسرعة كبيرة في وجود تلك السوائل، ممّا يؤدّي إلى تقليل درجة المقاومة للتيار الكهربائي، على العكس من عدم وجود سوائل موصلة؛ ففي هذه الحالة ستكون قيمة المقاومة للتيار الكهربائيّ أكبر.
- وجود مجال مغناطيسي: فالمجال المغناطيسي من العوامل المؤثرة بشكل كبير على قيمة المقاومة.
- الموصلات الحرارية: في حال وجود اختلاف في درجات الحرارة فإن الحرارة ستتدفّق في الموصلات الحرارية، ممّا سيؤدّي إلى التأثير على قيمة المقاومة، لأن وجود اختلاف في درجات الحرارة يخالف مبدأ قانون أوم الذي يشترط أن تكون درجة الحرارة ثابتة.
