החוק השני של אוהם: מושג, נוסחה ותרגילים

ה יוֹם שֵׁנִיחוֹקבאה מ לתאר איזה גדולה פיזית קשור ל התנגדות חשמלית על אחד מנצח. על פי חוק זה, ההתנגדות החשמלית של מוליך הומוגני עומדת ביחס ישר לאורכו וביחס הפוך לשטח החתך של אותו מוליך.

תראהגַם:למד מה זה ולמד כיצד לחשב זרם חשמלי

נוסחת החוק השנייה של אוהם

ה יוֹם שֵׁנִיחוֹקבאה מ מראה כי ה- הִתנַגְדוּת של נהג קשור שלך טופס אלא גם לגורמים מיקרוסקופיים, המתוארים על בסיס כמות פיזית הנקראת התנגדות.

ה הִתנַגְדוּת סְגוּלִית הגודל הפיזי הוא שמודד את ההתנגדות שמציע חומר כלשהו לזרימה של מטענים חשמלייםכלומר חומרים בעלי עמידות גבוהה מציעים עמידות רבה למעבר זרם חשמלי.

נוסחת החוק השנייה של אוהם מוצגת להלן, שימו לב:

ר - התנגדות (Ω)

ρ - התנגדות (Ω.m)

שם - אורך (מ ')

ה - שטח חתך (מ"ר)

על פי נוסחה זו, ההתנגדות החשמלית של חוט מוליך היא ביחס ישר לאורכובנוסף, זה כן ביחס הפוך לאזור חתך הרוחב שלו (המכונה באופן מדויק המד). לכן אנו משתמשים בחוטים עבים יותר ביישומים שדורשים זרמים חשמליים בעוצמה גבוהה - יש להם התנגדות חשמלית נמוכה יותר ולכן מפזרים פחות אנרגיה פנימה צורה של חוֹם.

אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)

הִתנַגְדוּת סְגוּלִית

החוק השני של אוהם מצביע על כך שהתנגדות חשמלית היא רכוש של הגוף, מכיוון שזה המאפיין תלוי ישירות במדידות מרחביות, כגון שטח החתך או אורך ה גוּף.

ה הִתנַגְדוּת סְגוּלִית (ρ) היא כמות פיזיקלית סקלרית (נמדדת ב M) שאינו תלוי בממדי הגוף, אלא בתכונות מיקרוסקופיות, כגון הכמותבאלקטרונים הולכת החומר וגם המרחק שהאלקטרונים הללו יכולים לעבור מבלי להתנגש באטומים המרכיבים את החומר.

ראה גם: גלה מהם האלמנטים במעגל חשמלי וכיצד הם פועלים

החוק הראשון של אוהם

על פי החוק הראשון של אוהם, היחס בין פוטנציאל חשמלי לזרם חשמלי הוא תמיד קבוע בנגדים אוהם, כפי שמוצג בנוסחה הבאה:

U - מתח חשמלי או הפרש פוטנציאלי (V)

ר - התנגדות חשמלית (Ω)

אני - זרם חשמלי (A)

על פי הנוסחה, התנגדות חשמלית היא המדד הקשור לזרם שנוצר על ידי יישום a פוטנציאל חשמלי: ככל שההתנגדות החשמלית של חומר גדולה יותר, כך הפוטנציאל החשמלי הנדרש להקמת זרם חשמלי גדול יותר.

תראהגַם: למד כיצד לחשב את הכוח האלקטרומטיבי של גנרטורים חשמליים

התנגדות חשמלית תלויה, בין היתר, בעובי המוליכים.

תרגילים נפתרו על החוק השני של אוהם

שאלה 1) קבע את ההתנגדות החשמלית של חוט מוליך באורך 20 מטר, עם שטח חתך של 8 מ"מ² והתנגדות שווה ל 1.7.10^-8 Ω.m.

א) 625 Ω

ב) 4.25 Ω

ג) 150 Ω

ד) 32 Ω

ה) 25 Ω

תבנית: אות ב '

פתרון הבעיה:

לפני שנוכל לחשב את ההתנגדות החשמלית, עלינו להמיר את שטח חתך החוט שהוא במ"מ, ליחידת מ"ר (8 מ"מ = 8.10^-6 מ"ר).

כדי לחשב את ההתנגדות של חוט העופרת הזה, נשתמש בחוק השני של אוהם, שימו לב:

על פי החישוב החלופה הנכונה היא האות ב '.

שאלה 2) יש לו חוט מוליך גלילי, התנגדות R, התנגדות ρ, אורך L וחתך רוחב A. אם שומרים על שאר הפרמטרים קבועים, מה צריכה להיות ההתנגדות החשמלית, הכתובה במונחים של R, של חוט שקוטרו גדול פי ארבעה?

א) 8R

ב) R / 4

ג) 2R

ד) R / 16

ה) R / 8

תבנית: אות ד

פתרון הבעיה:

כמתואר בהצהרה, לחוט יש צורה גלילית, זה מצביע על כך ששטח החתך של חוט זה הוא מעגלי. שטח המעגל, בתורו, פרופורציונלי לריבוע הרדיוס (A α r²), אם כן קוטר החוט השני גדול פי ארבעה, הרדיוס שלו יהיה גדול פי ארבעה ושטח החתך שלו יהיה 16 פעמים גדול יותר.

מאחר ששטח החתך של החוט קטן פי 16, ההתנגדות שלו תהיה קטנה פי 16, ולכן האלטרנטיבה הנכונה היא האות d.

שאלה 3) לגבי החוק השני של אוהם, סמן את החלופה הנכונה:

א) התנגדות חשמל תלויה בגורמים גיאומטריים ומיקרוסקופיים כאחד.

ב) ההתנגדות החשמלית אינה תלויה בגורמים מקרוסקופיים כלשהם כגון אורך או שטח החתך של המוליך.

ג) ההתנגדות החשמלית היא גודל פיזיקלי וקטורי שנמדד ב- Ω.m.

ד) ההתנגדות החשמלית פרופורציונלית ישירות לשטח החתך של החוט.

ה) חוזק והתנגדות הם כמויות פרופורציונליות הפוכות.

תבנית: מכתב

פתרון הבעיה:

בואו ננתח את החלופות:

ה - אמיתי.

B - שֶׁקֶר. התנגדות חשמלית היא מקרוסקופית ותלויה בגורמים גיאומטריים, אולם היא תלויה בהתנגדות, שמקורה מיקרוסקופי.

ç - שֶׁקֶר. ההתנגדות החשמלית היא סקלרית ויחידת המידה שלה היא Ω בלבד.

ד - שֶׁקֶר. עמידות חשמלית ושטח חתך הם כמויות פרופורציונליות הפוכות.

וגם - שֶׁקֶר. חוזק והתנגדות הם כמויות פיזיקליות פרופורציונליות ישירות.

מאת רפאל הלרברוק
מורה לפיזיקה

האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:

הלרברוק, רפאל. "חוק אוהם השני"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/segunda-lei-ohm.htm. גישה אליו ב -27 ביוני 2021.