Rozdíl potenciálů a Ohmův zákon - shrnutí

Ohmův zákon říká, že u některých zařízení existuje vztah mezi rozdílem elektrického potenciálů, proudem a odporem.

Rovnice je: $I =\dfrac{\Delta φ}{R}$I, equals, start fraction, delta, φ, divided by, R, end fraction

Kde $I$I je proud, $\Delta φ$delta, φ je rozdíl elektrického potenciálu a $R$R je odpor.

Pokud na daném odporu $R$R zvýšíme rozdíl elektrického potenciálu $\Delta φ$delta, φ, tak se zvýší proud $I$I a naopak.

Pokud u daného rozdílu elektrického potenciálu $\Delta φ$delta, φ zvýšíme odpor $R$R, tak se sníží proud $I$I a naopak.

Pokud pro daný proud $I$I zvýšíme rozdíl elektrického potenciálu $\Delta φ$delta, φ, musíme zvýšit i odpor $R$R a naopak.

Pokud proud narazí na odpor, tak se podle Ohmova zákona snižuje rozdíl elektrického potenciálu. Někdy se to nazývá úbytek napětí.

Běžným zdrojem elektrického potenciálu je elektrický článek, kterou představuje níže znázorněný symbol (Obrázek 2). Kratší strana je záporný kontakt s nižším elektrickým potenciálem. Delší strana je kladný kontakt s vyšším elektrickým potenciálem.

Elektrony proudí od záporného kontaktu ke kladnému kontaktu. Konvenční proud $I$I teče od kladného kontaktu (vyšší elektrický potenciál) skrze obvod k zápornému kontaktu (nižší elektrický potenciál).

Tok proudu a rozdíl elektrického potenciálu je možné pochopit s pomocí analogie balvanu valícího se dolů z kopce. Na vrcholu kopce má kámen hodně gravitační potenciální energie. Obdobně má elektron u záporného kontaktu elektrického článku hodně elektrické potenciálové energie. Balvan přirozeně bude padat dolů do místa, kde je jeho potenciální energie nejnižší. Elektron bude přirozeně téci od záporného kontaktu elektrického článku ke kladnému, kde je jeho elektrický potenciál nižší.

Při pádu balvanu se uložená potenciální energie přeměňuje na kinetickou energii. Jak elektron teče skrze elektrické součástky, tak se uložená energie přeměňuje na různé jiné formy energie, jako je teplo či světlo.

Lidé si často myslí, že všechna zařízení lze popsat Ohmovým zákonem. Zařízení je ale ohmické pouze, když je proud přímo úměrný rozdílu elektrického potenciálu a nepřímo úměrný odporu. Pokud vykreslíme závislost elektrického potenciálu na proudu pro ohmické zařízení, tak závislost bude lineární (viz Obrázek 3).

Některá zařízení jako jsou žárovky jsou neohmická. To znamená, že jejich závislost rozdílu elektrického potenciálu na proudu není lineární jako na Obrázku 3. Pro neohmická zařízení nemůžeme použít rovnici $I=\dfrac{\Delta φ}{R}$I, equals, start fraction, delta, φ, divided by, R, end fraction.

Podrobnější vysvětlení elektrického potenciálu a Ohmova zákona najdeš na videu o obvodech a Ohmově zákoně.

Své znalosti si můžeš ověřit ve cvičení na Ohmův zákon.