«Ohmen legea»: berrikuspenen arteko aldeak

38 bytes removed ,  Duela 2 urte
t
Robota: Aldaketa kosmetikoak
t (Robota: Testu aldaketa automatikoa (-{{HezkuntzaPrograma}} +{{HezkuntzaPrograma|Fisika eta Kimika}}))
t (Robota: Aldaketa kosmetikoak)
<math>I = \frac{V}{R}</math>
 
Non <math>I</math> eroaletik zirkulatzen duen korrontea den, [[Ampere]]tan (A) neurturik. <math>V</math> berriz, bi puntuen arteko tentsioa da eta [[Volt|Voltetan]]etan (V) neurtzen da. <math>R</math> azkenik, eroaleak duen erresistentzia elektrikoa da eta [[Ohm|Ohme]]tanetan (Ω) neurtzen da. Ohmen legeak dio, ekuazio honetan R [[Konstante (matematika)|konstante]] bat dela. Izan ere, ez dauka inolako menpekotasunik intentsitatea edo tentsioarekiko, eroalearen ezaugarri fisiko bat baita.
 
Ohmen legeak, ia material eroale elektriko ororen portaera zehaztasun handiarekin deskribatzea lortzen du. Hala ere, badaude zenbait material eroale Ohmen legea jarraitzen ez dutenak. Horiei material [[eroale ez ohmiko]]ak deritze. Legeak izena [[Georg Simon Ohm|George Ohm]] fisikari alemaniarrari zor zaio, 1827. urtean, [[zirkuitu elektriko]] sinpleetan gertatzen ziren korronte eta tentsioak deskribatu baitzituen. Horretarako, gaur egun ezagutzen dugun formula baino formula konplexuago bat erabili zuen. [[Fisika]]n, Ohmen legearen kontzeptua arlo elektrikoa ez den beste hainbat esparrutan erabili izan da. Legearen forma bektoriala esaterako, [[elektromagnetismo]]an eta zientzia materialean erabiltzen da.
:<math>\mathbf{J} = \sigma \mathbf{E}</math>
 
Non <math>J</math> materialean zehar darion korronte dentsitatea, <math>E</math> ingurunearen [[eremu elektriko]]a den eta <math>\sigma</math> (sigma) materialaren araberakoa den parametroa den, [[Eroankortasun elektriko|konduktibitatekonduktibitatea]]a deiturikoa. Ohm-en legearen birformulazio hau, [[Gustav Kirchhoff]]ek egina da.
 
== Historia ==
<math> a = \frac {\mathcal E}{\mathcal R} \quad \text{ ; }\quad b = \frac {\mathcal r}{\mathcal R} </math>
 
Ohm-en legea da seguruenik elektrizitatearen fisikaren deskribapen kuantitatiboaren lege garrantzitsuena. Nahiz eta gaur egun ia nabaritzat jo, liburua argitaratzerakoan, garaiko kritikoek areriotasunez erreakzionatu zuten Ohm-ek gaiari egindako tratamenduari. Hain txarto ikusia izan zen non irakaskuntza-ministro alemaniarrak esan zuen halako heresiak predikatzen zituen irakaslea ez zela duina zientzia irakasteko. Kritika horiek eragin zuten 1840. urtera arte Ohm-en lana guztiz onartua ez izatea. Hala ere, Ohm-ek zientziari emandako ekarpenengatik nolabaiteko onarpena izan zuen hil baino askoz arinago.
 
1850eko hamarkadan, Ohm-en legea oso onartua zegoen eta beraz, beste aukera batzuk ezeztatu ziren. Barlow-en legea esaterako. 1897. urtean, J.J. Thomson-ek elektroia aurkitu zuen eta berehala konturatu zen hori zela korronte elektrikoa garraiatzen zuen partikula. 1900. urtean, eroapen elektrikoaren lehenengo modeloa proposatu zen, Paul Drude-ren modeloa. Horrekin, Ohm-en legeari azalpen zientifiko bat eman zitzaion.
 
1920-ko hamarkadan, praktikan erresistentzia batean zehar doan korronte batek fluktuazio estatistiko batzuk dituela aurkitu zen, nahiz eta tentsio eta erresistentzia konstanteak izan. Fluktuazio horiek tenperaturaren araberakoak dira eta gaur egun Johnson-Nyquist-en zarata moduan ezagutzen dira. Hala ere, Ohm-en legeak onargarria izaten jarraitzen du batezbesteko korrontea kalkulatzeko material erresistibo puruetan.
Ohm-en legea lege enpiriko bat da, hau da, esperimentu askoren generalizazio bat. Honek, korrontea eremu elektrikoari ia proportzionala dela frogatu du ia material gehienetan. Hala ere, ez da Maxwell-en ekuazioak bezain fundamentala eta ez da beti betetzen. Izan ere, edozein material, eremu elektriko nahiko fuerte baten menpean jarriz gero, deskonposatu egingo da. Gainera, badaude ingeniaritza elektrikorako oso interesgarriak diren zenbait material ez ohmiko, eremu elektriko ahuletan ere deskonposatuko direnak.
 
Denboran zehar, Ohm-en legea hainbat eskala desberdinetan frogatua izan da. Izan ere, XX. mendearen hasieran, uste zen Ohm-en legeak huts egingo zuela maila atomikoan, baina zenbait esperimentuk kontrakoa frogatu zuten. 2012. urtean, ikertzaileek frogatu zuten Ohm-en legea egokia dela lau atomoko zabalera eta atomo bateko altuera duen siliziozko kableetan.
<br />
 
== Zirkuituen analisia ==
[[Fitxategi:Ohm's law triangle.svg|130px|thumbnailthumb|Ohmen legearen triangelua.]]
[[Zirkuitu elektrikoen analisi]]an, truka daitezkeen Ohmen legearen hiru adierazpen baliokide erabiltzen dira:
 
:<math display="block">I = \frac{V}{R} \quad , \quad V = IR \quad \text{eta} \quad R = \frac{V}{I}. </math>
 
[[Ekuazio|Ekuazioen]]en trukagarritasuna triangelu batekin irudika daiteke, non <math>V</math> ([[Tentsio (elektrizitatea)|tentsioa]]) goian jartzen den, <math>I</math> [[intentsitate elektriko]]a ezkerrean, eta <math>R</math> [[erresistentzia elektriko]]a eskuinean. Ezker eta eskuineko atalak banatzen dituen lerro bertikalak biderketa adierazten du, eta goiko eta beheko aldeak banatzen dituen lerro horizontalak zatiketa adierazten du.
 
=== Zirkuitu erresistiboak ===
[[Fitxategi:Ohm's Law with Voltage source TeX.svg|220px|thumbnailthumb|eskuinera|Tentsio-iturri batekin eta erresistentzia batekin osatutako [[zirkuitu elektriko]] sinple bat. '''Ohmen legea'''ren arabera, <math>V=iR</math>]]
 
Ohmen legea elementu erresistiboak bakarrik dituen [[zirkuitu elektriko|zirkuituzirkuituetan]]etan erabiltzen da —[[kapazitantzia]] edo [[induktantzia]]rik gabeko zirkuituetan—. [[Korronte zuzen]]eko zirkuituetan erabil daiteke; [[korronte alterno]]ko zirkuituetan ere erabil daiteke, baina kapazitantziarik eta induktantziarik ez dagoen kasuan soilik.
 
[[Serieko zirkuitu|Seriean]] edo [[paraleloko zirkuitu|paraleloan]] konektatuta dauden erresistentziak ''erresistentzia baliokide'' bakar batez ordezka daitezke [[zirkuitu elektrikoen analisi]]a egitean
:<math display="block"> I=\frac{V}{R} </math><math>I \,</math> [[Intentsitate elektriko|intentsitateintentsitatea]]a [[Ampere|amperetanampere]]tan (A),
:<math>V \,</math> [[Tentsio (elektrizitatea)|potentzial elektrikoaren diferentzia]] [[volt]]etan (V) eta
:<math>R \,</math> [[erresistentzia elektriko]]a [[ohm]]etan (Ω).
[[Korronte alterno]]ko zirkuituetan edo [[tentsio (elektrizitatea)|tentsio]] aldakorreko zirkuituetan [[kondentsadore elektriko|kondentsadoreak]] edo/eta [[haril]]ak badaude, horien [[erreaktantzia elektriko|erreaktantzia]] ere hartu behar da kontuan. Kasu horretan, tentsioa eta [[intentsitate elektriko|korrontea]] elkarrekin erlazionatzeko, [[inpedantzia elektriko|inpedantzia]] erabili behar da:
 
:<math display="block"> I= \frac{V}{Z} </math><math>I \,</math> [[Intentsitate elektriko|intentsitateintentsitatea]]a irudikatzen duen [[fasore]]a,
:<math>V \,</math> [[Tentsio (elektrizitatea)|potentzial elektrikoaren diferentzia]] irudikatzen duen [[fasore]]a eta
:<math>Z \,</math> [[inpedantzia elektriko]]a.
<math>Z</math> inpedantzia [[zenbaki konplexu]]a izan daiteke. <math>R</math> [[erresistentzia elektriko|erresistentzia]] inpedantziaren parte erreala da, eta <math>X</math>, [[Erreaktantzia elektriko|erreaktantzia]] inpedantziaren parte irudikaria.
:<math> Z= R+\text{j}X</math>
Bestalde, <math> \text{j}=\sqrt{-1}</math> da, alegia zenbaki irudikaria, zeina ingeniaritzako testuetan jota letrarekin adierazi ohi den.
 
<math>Z</math> konplexua denean —erreaktantzia dagoenean—, parte errealak bakarrik [[Joule efektua|xahutzen du beroa]]. Z inpedantzian alde irudikaririk ez badago, hau da, erreaktantziarik ez dagoenean, lehen aipatutako zirkuitua soilik erresistiboa izango da.
:<math>\boldsymbol{V} = \boldsymbol{I} \cdot \boldsymbol{Z}</math>
 
Non V eta I tentsioaren eta korrontearen balio eskalarrak diren hurrenez hurren. Formularen aldaera honek, hasierakoa baino jeneralagoa da eta kasu gehiago aztertzea ahalbidetzen digu.
 
Korronte alternoa (CA) dugun zirkuitu baten, Z aldagaia maiztasunaren aldagaiarekiko (s) asko aldatzen da, eta beraz, baita tentsioa eta korrontea ere. Korronte alterno sinusoidal bat dagoenean, s parametroa, sinusoidalaren moduan idatz daiteke.