Ом против Ньютона

Когда множество электрических зарядов одного типа движется в одном направлении, говорят, что идет электрический ток (его обозначают буквой I). Понятно, что для его возникновения к этим зарядам надо приложить силу, то есть поместить их в электрическое поле. Привычные нам каналы движения токов — металлические проводники (провода, кабели). Они содержат огромное количество носителей зарядов. Поле в проводниках создают с помощью батарей или аккумуляторов.

И вот здесь возникает интересное явление. Опытным путем еще в XIX в. было установлено, что чем больше зарядов бежит по проводу и чем быстрее они движутся, то есть чем выше их скорость, тем больше величина тока. Этот факт получил название закона Ома (по фамилии немецкого ученого, который его открыл). Приложив к концам проводника вдвое большее поле, получим вдвое больший ток. Количество зарядов в проводе не изменилось. Значит, в два раза возросла их скорость. Следовательно, скорость носителей заряда в проводнике пропорциональна действующей на него силе. Но это, на первый взгляд, противоречит второму закону Ньютона, который утверждает, что силе пропорционально ускорение. Тем не менее оба закона — и Ома, и Ньютона — верны.

Закон Ома
Закон Ома

Отметим, что величина электрического поля в проводнике, умноженная на его длину, называется электрическим напряжением и обозначается буквой U. Тогда закон Ома можно представить в виде I = = U/R, где R — физическая величина, характеризующая способность того или иного материала пропускать ток и называемая электрическим сопротивлением.


Поделиться ссылкой