3. Ohmův zákon pro část obvodu, elektrický odpor vodiče

Vlastnosti kovového vodiče jako části elektrického obvodu můžeme prověřit pokusem (obr.4). Vodič
upevněný mezi pevné svorky je připojen k regulovatelnému zdroji stejnosměrného napětí. Vodič je
ponořený do chladicí kapaliny (destilovaná voda, olej).

                        Obr. 4 Obvod k ověření vlastností kovového vodiče


Proud v obvodu měříme ampérmetrem a napětí mezi konci vodiče voltmetrem. Svorkové napětí zdroje
postupně zvětšujeme. Přitom měříme proud v obvodu a napětí na koncích vodiče. Z naměřených hodnot
sestrojíme graf závislosti el. proudu na napětí- voltampérovou charakteristiku vodiče. V tabulce
č.1 máme výsledky měření pro ocelový drát o průměru 0,37 mm, dlouhý 2m. Teplota vodiče byla při
měření udržována pomocí chladicí kapaliny na hodnotě 20ºC. Voltampérovou charakteristiku tohoto
vodiče máme na obrázku (obr. 5).


U(V)

                                                      1

                                                                                                    2

                                                                                                        3

                                                                                                            4

                                                                                                                5

I (A)

                                                    0,48

                                                                                                  0,95

                                                                                                      1,45

                                                                                                          1,90

                                                                                                              2,35

R (W)

                                                     2,1

                                                                                                   2,1

                                                                                                       2,1

                                                                                                           2,1

                                                                                                               2,1


Tabulka č.1


Obr. 5


Z naměřených hodnot vidíme, že poměr napětí a proudu je konstantní. Na základě získaných hodnot
můžeme definovat Ohmův zákon :

Proud procházející vodičem je přímo úměrný napětí mezi konci vodiče a nepřímo úměrný odporu vodiče.
Matematicky:

                                                    nebo  I = G . U

R- elektrický odpor vodiče, jednotkou je ohm(značka W)

G – vodivost , jednotkou je siemens (značka S)

Mezi vodivostí a odporem platí vztah:


Ohmův zákon můžeme vyjádřit v diferenciálním tvaru:

                                                   j = g . E

j -   hustota proudu

g - měrná elektrická vodivost

E – elektrická intenzita

Ohmův zákon byl formulován v roce 1826 německým fyzikem Georgem Ohmem.

Elektrický odpor vodiče závisí na teplotě, délce vodiče, obsahu kolmého průřezu vodiče a na
materiálu vodiče. Odpor je přímo úměrný teplotě a délce vodiče a nepřímo úměrný průřezu vodiče.
Elektrický odpor se v obvodech realizuje pomocí součástky- rezistoru. Jeho schematickou značku máme
na obrázku (obr. 6).

                                         Obr. 6 Schematická značka rezistoru

Úkoly:

1.      Co nám říká Ohmův zákon? Napište matematické vyjádření a vysvětlete jednotlivé symboly.

2.      Vyřeště následující příklady:

A) V kapesní svítilně svítí žárovka, kterou prochází proud 300 mA. Na svorkách žárovky je napětí
3.5 V. Vypočítejte odpor vlákna žárovky.

B) Jaké napájecí napětí má zdroj, jestliže motorkem (spotřebičem) s odporem R= 12V prochází proud
I=  2000mA.