العلاقة وشروط استخدامها
لموصل أومي عند ثبات درجة الحرارة تكون شدة التيار متناسبة طرديًا مع فرق الجهد بين طرفيه. ثابت التناسب يرتبط بالمقاومة، ونكتب I = V/R، أو V = IR. تقاس شدة التيار بالأمبير، وفرق الجهد بالفولت، والمقاومة بالأوم.
شرط درجة الحرارة مهم لأن المقاومة قد تتغير مع الحرارة. كما لا تتبع جميع المكونات علاقة خطية ثابتة بين الجهد والتيار. لذلك لا تطبق قانون أوم بمقاومة ثابتة على أي عنصر دون النظر إلى طبيعته وظروفه. التجربة الموجودة بالموقع نموذج لمقاومة أومية مثالية، وليست اختبارًا لمكوّن حقيقي.
I = V/R; V = IR; R = V/Iمثال محلول: ستة فولت وعشرون أومًا
نوصل مقاومة أومية مقدارها 20 أومًا بفرق جهد 6 فولت. شدة التيار I = 6/20 = 0.3 أمبير. لا تكتب الناتج 3 أمبير؛ راجع موضع العلامة العشرية والقسمة قبل اعتماد الإجابة. ويمكن التعبير عن التيار نفسه بـ300 ملّي أمبير.
القدرة الكهربائية في المقاومة P = VI، فتساوي 6 × 0.3 = 1.8 واط. ويمكن التحقق بالعلاقة P = I²R فنحصل على 0.09 × 20 = 1.8 واط، أو V²/R = 36/20. اتفاق النتائج الثلاثة يساعدك على اكتشاف خطأ التعويض أو الوحدة.
I = 6/20 = 0.3 A = 300 mA; P = VI = 1.8 Wالتحويلات قبل التعويض
كل أمبير يساوي 1000 ملّي أمبير، وكل كيلو أوم يساوي 1000 أوم. فإذا كانت المقاومة 0.02 كيلو أوم فهي 20 أومًا، وليست 0.02 أوم. وإذا كان التيار 300 ملّي أمبير فهو 0.3 أمبير عند استخدام الفولت والأوم في العلاقة.
اكتب المعطيات بوحداتها، ثم حوّلها إلى المجموعة المتوافقة قبل التعويض. لا تخلط التيار بالشحنة: التيار معدل مرور الشحنة في الزمن، والعلاقة I = Q/t تستخدم الكولوم والثانية للحصول على الأمبير. أما قانون أوم فيربط التيار بفرق الجهد والمقاومة في الحالة المناسبة.
ماذا تتوقع عندما تغيّر الجهد أو المقاومة؟
عند ثبات المقاومة، مضاعفة فرق الجهد تضاعف التيار في النموذج الأومي. وعند ثبات الجهد، مضاعفة المقاومة تجعل التيار نصف قيمته. عبارة «المقاومة الكبيرة تعني تيارًا أكبر» تعكس العلاقة: المقام الأكبر يعطي ناتجًا أصغر إذا بقي البسط ثابتًا.
جرّب تغيير الجهد والمقاومة في معمل قانون أوم بالموقع، وقارن توقعك بالتيار والقدرة المعروضين. عند جهد صفر تكون شدة التيار صفرًا لهذا النموذج. تُحسب القيم داخل المتصفح، ولا تحتاج التجربة إلى بناء دائرة أو استخدام مصدر كهربائي فعلي.
حدود المثال والسلامة
الأرقام تعليمية وليست مواصفات أمان لمقاومة أو سلك. قدرة التشغيل الفعلية والحرارة ووسائل الحماية تحتاج إلى معرفة المعدات وإشراف مناسب. لا تستخدم كهرباء المنزل لإعادة تنفيذ المثال، وارجع إلى المقرر الرسمي لتفاصيل متطلبات الفصل الأول والتقييم.
أسئلة شائعة
هل قانون أوم ينطبق على جميع الموصلات دائمًا؟
الصورة ذات المقاومة الثابتة تخص السلوك الأومي في ظروف مناسبة، ومنها ثبات درجة الحرارة؛ بعض العناصر ليست أومية.
كيف أحوّل 300 ملّي أمبير؟
اقسم على 1000: الناتج 0.3 أمبير. وللتحويل من الأمبير إلى ملّي أمبير اضرب في 1000.
ما الفرق بين التيار والقدرة؟
التيار معدل مرور الشحنة ووحدته الأمبير، والقدرة معدل تحويل الطاقة ووحدتها الواط، ونحسبها هنا من P = VI.