قانون اهم

قانون اُهم که به نام کاشف آن جرج سیمون اهم نام گذاری شده است، بیان می دارد که نسبت اختلاف پتانسیل ( یا اُفت ولتاژ ) بین دوسَر یک جسم ( مقاومت ) به جریان عبوری از آن به شرطی که دما ثابت بماند، مقدار ثابتی است:
R = V I
که در آن V ولتاژ و I جریان است. این معادله منجر به یک ثابت نسبی R می شود که مقاومت الکتریکی آن جسم ( ماده ) نامیده می شود. البته این قانون تنها برای مقاومت هایی صادق است که مقاومت شان به ولتاژ اعمالی دوسَرشان وابسته نباشد که به این مقاومت ها مقاومت های اهمی یا ایدئال یا وسیله های اهمی گفته می شود. خوشبختانه شرایطی که در آن قانون اهم صادق است، بسیار عمومی است. ( قانون اهم هیچگاه برای اجسام در دنیای واقعی کاملاً دقیق نیست چرا که هیچ جسم واقعی وجود ندارد که یک جسم اهمی باشد ) . معادله R = V / I حتی برای اجسام غیراُهمی هم صادق است، اما در آن صورت دیگر مقاومت R یک مقدار ثابت نیست و به مقدار V وابسته است. برای این که بررسی کنیم که آیا جسمی اهمی است یا نه، می توان V را بر حسب I رسم کرد و نمودار بدست آمده را با خط مستقیمی که از مبدأ می گذرد مقایسه کرد.
قانون اهم اغلب به صورت:
V = I ⋅ R
بیان می شود چرا که این معادله صورتی است که اکثر اوقات همراه مقاومت ها بکار برده می شود. فیزیکدانان اغلب فرم میکروسکوپیک قانون اهم را استفاده می کنند:
j = σ ⋅ E
که در آن j چگالی جریان ( جریان عبوری از واحد حجم ) ، σ ضریب هدایت الکتریکی و E میدان الکتریکی است؛ و در واقع فرمی است که اهم قانونش را بیان کرد. فرم عمومی V = I ⋅ R که در طراحی مدارات بکار می رود، نسخه ماکروسکوپیک متوسط گیری شده فرم اصلی است. دانستن این مطلب مهم است که قانون اهم یک قانون گرفته شده از ریاضیات نیست ولی به خوبی توسط شواهد تجربی تأیید می شود. گاهی هم قانون اهم به هم می خورد چرا که این قانون بسیار ساده سازی شده است. منشأ اصلی به وجود آمدن مقاومت در مواد در برابر جریان الکتریکی را می توان عیب ها، ناخالصی های مواد و این واقعیت که الکترون ها خودشان اتم ها را به این طرف و آن طرف می زنند، دانست. وقتی که دمای فلز افزایش می یابد، عامل سوم نیز افزایش می یابد بنابراین، وقتی که یک جسم به علت عبور جریان الکتریکی از آن گرم می شود، مانند رشته داخل حباب لامپ، مقاومتش افزایش می یابد. مقاومت یک جسم از معادله زیر بدست می آید: