قانون أوم في الفيزياء

قانون أوم

يعد قانون أوم في الفيزياء أحد أكثر القوانين أهمية؛ بسبب استخدامه في التطبيقات العملية في الدارات الإلكترونية والكهربائية، باختلاف أنواعها ومستوياتها فيمكن تطبيقه في الدارات البسيطة والمعقّدة على حد سواء، ويعبّر قانون أوم عن كميّة الجهد الكهربائي المطبّقة على أجزاء " جزء واحد أو كامل الدارة " الدارة المستخدمة، وأطلق على القانون اسم أوم نسبةً لمخترعة الفيزيائي جورج سيمون أوم.

معادلة قانون أوم

هناك معادلة رياضية خطيّة لقانون أوم، وهي كالآتي: الجهد = قيمة التيار * قيمة المقاومة. وتقاس كميّة الجهد المقاسة بوحدة الفولت، أما التيار فيقاس بوحدة الآمبير، وتقاس المقاومة بوحدة أوم.

هذا يعني أن قيمة الجهد الكهربائي المطبّق في دارة يمر بها تيار مقداره 1 امبير، وبوجود مقاومة مقدارها ا أوم، تساوي1 فولت. وأجريت تجارب عدّة لاستنتاج القانون، حيث تمت دراسة عدد كبير من المواد لحساب القانون، ومعرفة العوامل التي تعتمد عليها المقاومة.

قام العالم أوم بصنع دارة كهربائية بسيطة مكوّنة من فولتميتر؛ وهو جهاز يستخدم لقياس فرق الجهد بين أطراف المقاومة، وأميتر؛ وهو جهاز يقوم بحساب مقدار التيار المار بالمقاومة، ومقاومة قابلة للتغيير؛ تستخدم لتغير كميّة التيار المار فيها، وكذلك كميّة فرق الجهد بين طرفيها، وتبيّن من خلال التجربة بأنه عندما يرتفع فرق الجهد بين أطراف المقاومة يزداد التيار المار فيها، أي أن العلاقة طردية بين التيار والمقاومة.

التوصيل الكهربائي والمقاومة

هناك اختلاف واضح وكبير بين المواد الموجودة في الطبيعة، فلكل مادّة خصائص فيزيائية وكيميائية مختلفة عن المادّة الأخرى، ولكل خاصيّة استخدام وأهمية في الحياة اليومية والتطبيقات الفيزيائية، ومن هذه الخصائص إمكانية المادة للتوصيل الكهربائي أو الموصلية، فهناك مواد موصلة للتيار الكهربائي بشكل جيد كالفضّة والنحاس وتندرج تحت فصيلة الفلزّات.

توجد مواد غير موصلة للتيار الكهربائي كالخشب والزجاج وتندرج تحت فصيلة اللافلزّات أو المواد غير الموصلة، وهناك مواد يمكنها أن تتحوّل من مواد موصلة إلى مواد غير موصلة أو العكس بحسب ظروف معيّنة كدرجة الحرارة، فبعض المواد تقل موصليتها بارتفاع درجة حرارتها.

كذلك تختلف كميّة المقاومة من مادّة إلى أخرى، فهناك مواد تمنع مرور التيار الكهربائي عندما يتم وصلها بمصدر لفرق الجهد، فالمقاومة هي مقدار ممانعة المادة لمرور التيار الكهربائي، وتعتمد على عدّة عوامل منها نوع المادّة المستخدمة، وطول القضيب الموصل فكلّما زاد طول الموصل زادت مقاومته لمرور التيار الكهربائي، ومساحة مقطع الموصل، ودرجة الحرارة فكلّما زادت درجة الحرارة ترتفع ممانعة الموصل لمرور التيار الكهربائي.