Ома закон
Ома 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: RпI = E, (3)
где Rn = R + RI - полное сопротивление всей цепи, равное сумме внешнего сопротивления цепи R и внутреннего сопротивления Ri 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 Естр, называется сторонним. Полная напряжённость поля, действующего внутри проводника на заряды, в общем случае равна Е + Естр. Соответственно дифференциальный О. з. имеет вид: rj= E + Естр, или j? = s(E + Естр), (4)
где r - удельное сопротивление материала проводника, а s=1/r - удельная электропроводность.
О. з. в комплексной форме справедлив также для синусоидальных квазистационарных токов: 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 wХ = wL - 1/w 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.