Ohm kanunu: Revizyonlar arasındaki fark
| [kontrol edilmemiş revizyon] | [kontrol edilmiş revizyon] |
İçerik silindi İçerik eklendi
her şeyi Etiketler: Geri alındı Görsel Düzenleyici |
LostMyMind (mesaj | katkılar) Gerekçe: Nedensiz içerik silinmesi Etiket: Elle geri alma |
||
1. satır:
[[Dosya:15. Омов закон.ogv|küçükresim|sağ|280px]]
[[Dosya:Ohms law voltage source.svg|sağ|küçükresim|200px|Bir [[gerilim kaynağı]], ''V'' ndan çıkan [[elektrik akımı]], ''I '' [[Direnç (devre elemanı)|direnç]], ''R'' üzerinden geçer. Bu şu şekildedir. Ohm yasası: ''V = ''IR''.]]
'''Ohm yasası''', bir [[elektrik devresi]]nde iki nokta arasındaki iletken üzerinden geçen [[Elektrik akımı|akım]], [[potansiyel fark]]la (örn. [[gerilim (elektrik)|voltaj]] veya gerilim düşümü) doğru; iki nokta arasındaki [[direnç (elektronik)|dirençle]] ters [[orantı]]lıdır.
:<math>I = \dfrac{V}{R}</math>
ya da
:<math>V = {I}{.}{R}</math>
Burada, ''I'' akım [[amper]], ''V'' referans alınan iki nokta arasındaki potansiyel fark [[volt]] ve ''R'' [[ohm]]la ölçülen ve [[direnç (elektronik)|direnç]] olarak adlandırılan devre değişkeni (volt/amper)dir. Potansiyel fark gerilim olarak da bilinir ve bazen ''V'' nin yerine ''U'', ''E'' veya emk ([[elektromotor kuvvet]]) sembolleri kullanılır.<ref>
''Handbook of Chemistry and Physics'', Fortieth Edition, p.3112, 1958
</ref>
Bu yasa basit elektriksel devrelerdeki telden geçen akım ve gerilim miktarını açıklar.<ref name=eb>{{Web kaynağı | url = http://www.1911encyclopedia.org/E/EL/ELECTRICITY.htm | başlık = Electricity | erişimtarihi = | yayımcı = Encyclopedia Britannica | tarih = 1911 | arşivurl = https://web.archive.org/web/20070304071756/http://www.1911encyclopedia.org/E/EL/ELECTRICITY.htm | arşivtarihi = 4 Mart 2007 | ölüurl = hayır }}</ref>
Yukarıdaki formül elektrik/elektronik mühendisliği alanında oldukça sık 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. Yukarıdaki diyagram yapılabilen en basit elektrik devrelerinden biridir. Batarya gibi bir elektriksel aygıt içinde + ve - terminalleri bulunan bir çemberle gösterilir. Diğer aygıt zikzak şeklinde resmedilir ve arkasına R harfi konur ve direnç olarak adlandırılır. Gerilim kaynağının + veya pozitif ucu direnci önemsenmeyen bir iletkenle direnç uçlarının 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 yasasında bahsedilen 'iletken' üzerinde gerilimin ölçüldüğü bir devre elemanıdır. Dirençler elektrik şarjının üzerinden yavaşça aktığı iletkenlerdir. 10 megaohmluk bir dirence 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 yasasının şu formunu sık kullanır:
:<math>
\mathbf{J} = \sigma \cdot \mathbf{E}
</math>
Burada '''J''' [[akım yoğunluğu]], (akım/birim alan, Ohm yasasındaki I akımına benzemez), σ [[elektriksel öz iletkenlik|öz iletkenlik]] (anisotropik maddelerde [[Tensör]] olabilir) ve '''E''' [[elektrik alanı]] (volt/metre, Ohm yasasındaki V birimine benzemez) dır. Yukarıdaki ifade üç boyutlu her bir vektörün kullanılan biçimlerden biri değildir. (Normalde aşağıdaki örnekte görüleceği şekildedir. Bazen noktanın anlamı skaler çarpımdır. Buradaki nokta sadece basitce kullandığımız matematiksel çarpım anlamındadır.) Buradaki J de görüldüğü gibi kullanılan kartezyen koordinatları, vektördeki her bir bileşen için üç farklı bileşen vardır, Her bileşeninde üç farklı değeri vardır. Örneğin, J ögesinin x, y ve z yönlerinde J<sub>x</sub>(x,y,z), J<sub>y</sub>(x, y, z) ve J<sub>z</sub>(x, y, z) gibi bileşenleri vardır.
<!-- Jpkotta: Aşağıdaki ifadeler için emin değilim: Bu Ohm'un orijinal durumudur (Düzenlenme tarihi:15.02.2008).-->Devre tasarımında kullanılan form makroskopiktir, Ohm'un genel formu yaklaşık olarak şu şekilde elde edilir:
Belirlenen iki nokta arasındaki potansiyel fark;
:<math>{\Delta V} = -\int {\mathbf E \cdot dl} </math>
veya elektriksel alan bağımsız yoldadır , <math>{|\Delta V|} = {E}{L}</math> burada L referans noktalar arasındaki uzaklık.
<math>J=\frac{I}{A}</math> olduğunda Ohm yasası şöyle olur:
:<math>{I \over A} = {\sigma |\Delta V| \over L}</math>e İletkenin [[Direnç (elektronik)|elektrik direnci]] öziletkenlik, uzunluk ve kesit alanı ile ifade edilir:
:<math>{R} = {L \over \sigma A}</math>
:<math>{|\Delta V| \over R}={I}</math>
Eğer madde '''B''' [[manyetik alan]]nında '''v''' hızıyla hareket ediyorsa forma şu ifadeye şu eklenmelidir
:<math>
\mathbf{J} = \sigma \cdot \left( \mathbf{E} + \mathbf{v}\times\mathbf{B} \right)
</math>
Mükemmel metal kafeste [[öziletkenlik]] yoktur, fakat gerçek bir metalde [[kristalografik kusur]]lar, kirlilikler, çoklu [[izotop]]lar ve atomların ısısal hareketler gibi etkiler vardır. Bunlar elektronların saçılmasına sebep olarak dirençte değişiklik oluştururlar.
Ohm yasası [[Kirchoff yasaları|Kirçoh gerilim yasası]] (KVL) ve [[Kirchoff yasaları|Kirşof akım yasası]] (KCL) nu elde etmek için yeterlidir. İlk eşitliğin sadece sağ tarafına bakarsak:
<!-- sigma E -->
:<math>\sigma E\,</math>
ve kapalı integral uygularsak:
<!-- kapalı integral { sigma E nokta dl } -->
:<math>\int { \sigma E \cdot dl }</math>
Yüzey boyunca [[Stokes teoremi]]ni yazabiliriz:
<!-- yüzeysel integral { sigma curl E nokta dA } -->
:<math>\int_S { \sigma \nabla \times E \cdot dA }</math>
fakat ''E'' potansiyeli yönsüz olarak kabul edeceğiz:
<!-- surface integral { sigma curl grad phi dot dA } -->
:<math>\int_S \sigma \nabla \times \left( \nabla (\phi) \right) \cdot dA</math>
<!-- surface integral { sigma times vector-zero dot dA } = 0 -->
:<math>\int_S \sigma \times \vec{0} \cdot dA</math>
:<math>J = \sigma E\,</math>
her iki tarafa yine kapalı integrali uygularsak:
<!-- closed ln int { J dot dl } = closed ln int { sigma E dot dl } -->
:<math>\int J \cdot dl = \oint \sigma E \cdot dl</math>
Maxwell denklemlerinden <math>curl(H) = J</math>:
<!-- closed ln int { curl H dot dl } = closed ln int { sigma E dot dl } -->
:<math>\int \nabla \times (H) \cdot dl = \int \sigma E \cdot dl</math>
<!-- surface int { H dot dA } = closed ln int { sigma E dot dl } -->
:<math>\int_S H \cdot dA = \oint \sigma E \cdot dl</math>
daha önceki eşitliklerden sağ tarafın sıfır olduğunu biliyoruz:
<!-- surface int { H dot dA } = 0 -->
:<math>\int_S H \cdot dA = 0</math>
bu açık yüzeydeki net akımın sıfır olduğunu gösteriyor.
== Elektrik ve elektronik mühendisliğinde kullanımı ==
Ohm yasası 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 (birim)|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.
== 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 bağlıdır. Bu sıcaklıktan bağımsızlık ohmik olmayan maddeler için geçerli değildir, çünkü verilen sıcaklıkta, akım ve gerilimle değişmez.
== AC devreler ==
Bir [[alternatif akım|AC]] devresi içim Ohm yasası şöyle yazılabilir <math>\mathbf{V} = \mathbf{I} \cdot \mathbf{Z}</math>, Burada '''V''' ve '''I''' sırasıyla gerilim ve akımın titreşim [[faz (dalga)|faz]] ve '''Z''' salınım frekansının kompleks [[Öz direnç|empedansı]]. Bir [[iletim hattı]]nda yukarıdaki Ohm yasasınu fazör formu yansımadan dolayı geçersizdir. Kayıpsız bir iletim hattında, gerilim ve akım oranı aşağıdaki karmaşık yapıdadır
:<math>
Z(d) = Z_0 \frac{Z_L + j Z_0 \tan(\beta d)}{Z_0 + j Z_L \tan(\beta d)}
</math>,
Burada ''d'' yük empedansından farklıdır <math>Z_L</math> dalga boyu, β hattın [[dalgasayısı]] ve <math>Z_0</math> hattın [[karakteristik empedans]]ıdır.
== Kaynakça ==
| |||