Ома закон

О́ма закон

Устанавливает, что сила постоянного электрического тока I в проводнике прямо пропорциональна разности потенциалов (напряжению) U между двумя фиксированными точками (сечениями) этого проводника:

RI = U. (1)

Коэффициент пропорциональности R, зависящий от геометрических и электрических свойств проводника и от температуры, называется омическим сопротивлением или просто сопротивлением, данного участка проводника. О. з. открыт в 1826 немецким физиком Г. С. Омом.

В общем случае зависимость между I и U нелинейна, однако на практике всегда можно в определённом интервале напряжений считать её линейной и применять О. з.; для металлов и их сплавов этот интервал практически неограничен.

О. з. в форме (1) справедлив для участков цепи, не содержащих источников электродвижущей силы (эдс). При наличии таких источников (аккумуляторов, термопар, динамомашин и пр.) О. з. имеет вид:

RI = U + E, (2)

где Е — эдс всех источников, включенных в рассматриваемый участок цепи. Для замкнутой цепи О. з. принимает следующую форму:

R_пI = E, (3)

где R_n = R + R_I — полное сопротивление всей цепи, равное сумме внешнего сопротивления цепи R и внутреннего сопротивления R_i источника эдс. Обобщением О. з. на случай разветвленных цепей являются Кирхгофа правила.

О. з. можно записать также в дифференциальной форме, связывающей в каждой точке проводника плотность тока j с полной напряжённостью электрического поля. Потенциальное электрическое поле напряжённости Е, создаваемое в проводниках микроскопическими зарядами (электронами и ионами) самих проводников, не может поддерживать стационарное движение свободных зарядов (ток), т.к. работа этого поля на замкнутом пути равна нулю. Ток поддерживается неэлектростатическими силами различного происхождения (индукционного, химического, теплового и т.д.), которые действуют в источниках эдс и которые можно представить в виде некоторого эквивалентного непотенциального поля с напряжённостью Е_стр, называется сторонним. Полная напряжённость поля, действующего внутри проводника на заряды, в общем случае равна Е + Е_стр. Соответственно дифференциальный О. з. имеет вид:

ρj = E + Е_стр, или j = σ(E + Е_стр), (4)

где ρ — удельное сопротивление материала проводника, а σ=1/ρ — удельная электропроводность.

О. з. в комплексной форме справедлив также для синусоидальных квазистационарных токов (См. Квазистационарный ток):

ZI = E, (5)

где Z — полное комплексное сопротивление, равное Z = R+ iX, R — активное, а iX — реактивное сопротивления цепи. При наличии индуктивности L и ёмкости С в цепи квазистационарного тока частоты ωХ = ωL — 1/ω С.

Лит.: Курс физики, под ред. Н. Д. Папалекси, т. 2, М. — Л., 1948; Калашников С. Г., Электричество, М., 1964 (Общий курс физики, т. 2); Физические основы электротехники, под общ. ред. К. М. Поливанова, М. — Л., 1950.