قانون اهم Ohm's law

قانون اهم را گئورگ زیمون اهم، فیزیک‌دان آلمانی، در دههٔ ۱۸۲۰ میلادی از آزمایش‌هایش بر سیم‌ها به دست آورد. این قانون ساده‌ترین و پرکاربردترین رابطه در تحلیل مدارهای الکتریکی است و به ما می‌گوید با اعمال یک ولتاژ معین به یک قطعه، چه جریانی از آن می‌گذرد.

رابطهٔ آن چنین است:

در این رابطه V ولتاژ بر حسب ولت، I جریان بر حسب آمپر و R مقاومت بر حسب اهم (Ω) است. از آن می‌توان I = V/R و R = V/I را هم نوشت.

مقاومت الکتریکی چیست؟

مقاومت الکتریکی میزان ممانعت یک قطعه در برابر عبور جریان است. مقاومت سیم به جنس، طول و سطح مقطع آن بستگی دارد: سیم بلندتر مقاومت بیشتر و سیم ضخیم‌تر مقاومت کمتری دارد. مس و نقره مقاومت کمی دارند، اما چوب و شیشه بسیار زیاد. در ابررسانا مقاومت زیر دمای بحرانی صفر می‌شود.

قانون اهم را چگونه به کار ببریم؟

فرض کنید لامپی با مقاومت ۱۰۰ اهم به ولتاژ ۲۰۰ ولت وصل شده است. جریان برابر ۲۰۰ ÷ ۱۰۰ = ۲ آمپر خواهد بود. اگر ولتاژ دو برابر شود، جریان هم دو برابر می‌شود. این رابطه در مدار الکتریکی برای طراحی مقاومت‌ها، محافظ‌ها و سیم‌کشی به کار می‌رود.

توان مصرفی هم از همین رابطه به دست می‌آید: P = V × I = I²R.

آیا قانون اهم همیشه درست است؟

قانون اهم یک قانون بنیادین طبیعت نیست، بلکه توصیف رفتار «قطعات اهمی» است. در رساناهای فلزی در دمای ثابت خوب جواب می‌دهد، ولی دیود، ترانزیستور و لامپ رشته‌ای که با گرم شدن مقاومتش تغییر می‌کند از آن پیروی دقیق نمی‌کنند.

پرسش‌های رایج

### قانون اهم چیست؟
قانون اهم رابطه‌ای است که نشان می‌دهد ولتاژ برابر است با حاصل‌ضرب جریان در مقاومت (V = I × R). یعنی با ثابت بودن مقاومت، جریان با ولتاژ متناسب است.

### یکای مقاومت الکتریکی چیست؟
یکای مقاومت اهم است و با نماد Ω نشان داده می‌شود. یک اهم مقاومتی است که با ولتاژ یک ولت جریان یک آمپر از آن می‌گذرد.

### چرا سیم‌های ضخیم‌تر جریان بیشتری را تحمل می‌کنند؟
سیم ضخیم‌تر مقاومت کمتری دارد و در عبور جریان گرمای کمتری تولید می‌کند. به همین دلیل برای دستگاه‌های پرمصرف از سیم ضخیم استفاده می‌شود.

### آیا قانون اهم برای همهٔ قطعات برقرار است؟
نه؛ قانون اهم فقط برای قطعات اهمی مثل مقاومت‌های معمولی در دمای ثابت دقیق است. قطعاتی مانند دیود و ترانزیستور رابطهٔ خطی میان ولتاژ و جریان ندارند.