اهم و قانون اهم چیست؟(مبانی الکترونیک پایه برای تازه کارها)

اهم و قانون اهم چیست؟(مبانی الکترونیک پایه برای تازه کارها)

نویسنده: دکتر (افشین رشید )

قانون اهم که به نام کاشف آن جرج اهم  نام گذاری شده است، بیان می دارد که نسبت اختلاف پتانسیل (یا افت ولتاژ) بین دو سر یک هادی (و مقاومت) به جریان عبور کننده از آن به شرطی که دما ثابت بماند، مقدار ثابتی است: 

V \over I} = R} 


که در آن V ولتاژ و I  جریان است. این معادله منجر به یک ثابت نسبی R می شود که مقاومت الکترونیکی آن وسیله نامیده می شود. این قانون تنها برای  مقاومت هایی صادق است که مقاومت شان به ولتاژ اعمالی دو سرشان وابسته نباشد که به این مقاومت ها مقاومت های اهمی یا ایده آل یا وسیله های اهمی گفته می شود. 
خوشبختانه شرایطی که در آن قانون اهم صادق است، بسیار عمومی است.( قانون اهم هیچگاه برای ابزارهای دنیای واقعی کاملا دقیق نیست چرا که هیچ ابزار واقعی وجود ندارد که یک ابزار اهمی باشد). 
معادله V / I = R حتی برای ابزارهای غیر اهمی هم صادق است اما در آن صورت دیگر مقاومت R یک مقدار ثابت نیست و به مقدار V وابسته است. برای اینکه بررسی کنیم که آیا ابزاری اهمی است یا نه، می توان Vرا بر حسب I رسم کرد و نمودار بدست آمده را با خط مستقیمی که از مبدا می گذرد مقایسه کرد. 
معادله قانون اهم اغلب بصورت : 


بیان می شود چرا که این معادله صورتی است که اکثر اوقات همراه مقاومت ها بکار برده می شود. 
فیزیکدانان اغلب فرم میکروسکوپیک قانون اهم را استفاده می کنند: 

{mathbf{j} = \sigma \cdot \mathbf{E\ 


که در آن j چگالی جریان ( جریان عبوری از واحد حجم)، & هدایت و E یک میدان الکترونیکی است. و در واقع فرمی است که اهم قانونش را بیان کرد. فرم عمومیV = I·R که در طراحی مدارات بکار می رود، نسخه ماکروسکوپیک متوسط گیری شده فرم اصلی است. 

دانستن این مطلب مهم است که قانون اهم یک قانون گرفته شده از ریاضیات نیست ولی بخوبی توسط شواهد تجربی تایید می شود. گاهی اوقات هم قانون اهم به هم می خورد چرا که این قانون بسیار ساده سازی شده است. 
منشا اصلی به وجود آمدن مقاومت در مواد در برابر جریان الکتریکی را می توان عیب ها، ناخالصی های مواد و این واقعیت که الکترون ها خودشان اتم ها را به این طرف و آن طرف می زنند، دانست. وقتی که دمای فلز افزایش می یابد، عامل سوم نیز افزایش می یابد بنابراین، وقتی که یک جسم به علت عبور جریان الکتریکی از آن گرم می شود، مانند رشته داخل حباب لامپ، مقاومتش افزایش می یابد. 

نویسنده: دکتر (افشین رشید )