دليل شامل عن قانون أوم للكهرباء: مفهوم، تطبيقات وأمثلة

قانون أوم

سُمّي القانون بهذا الاسم نسبة إلى العالم الألماني جورج سايمون أوم، وهو عبارة عن علاقة رياضيّة بين التيار الكهربائي والمقاومة الفولتية، في دارات التيار المباشر الكهربائية يكون قانون أوم بسيطاً وخطّياً، فالعلاقة سهلة وبسيطة، فكلما زاد الجهد أو قلت المقاومة كلما زاد التيار المتدفق، وزيادة المقاومة تحدّ من مرور التيار، ويشار إلى قانون أوم بهذا الرمز Ω.¹

نصّ قانون أوم

ينص قانون أوم على أنّ التيار المارّ فى مقاومة يتناسب طردياً مع قيمة الجهد المسلّط على المقاومة وعكسياً مع قيمة المقاومة، فهو يصف العلاقة بين الجهد الذي يُعبّر عن قوّة تدفق الشحنات الكهربائية ويقاس بوحدة الفولت، والمقاومة التي تقاوم هذا التدفّق وتقاس بوحدة الأوم، والنتيجة الحقيقية لهذا التدفّق وهي التيار الذي يقاس بوحدة الأمبير، ورياضيّاً يتمّ تمثيل هذه العلاقة على النحو التالي:²

الجهد = التيار × المقاومة

أو:

التيار = الجهد / المقاومة

شرح قانون أوم

يعتبر قانون أوم أحد أهم قوانين الفيزياء التي تستخدم في تطبيقات الدارة الإلكترونية والكهربائية، ويتلّخص هذا القانون بأنّه إذا مرّ تيار كهربائي شدّته واحد أمبير ضمن عنصر مقاومته واحد أوم فإنّ الجهد يكون واحد فولت، ومن هذا نستنتج أنّه من خلال معرفة وقياس اثنين من محددات الدارة يمكن قياس كافة المحددات الأخرى، باستخدام قانون أوم، وطريقة توصيل المقاومات في الدارة الكهربائية يؤثر على طريقة حساب مقدار المقاومة الكلية، فيتمّ حساب المقاومة الكلية كما يلي: ³

• توصيل المقاومات على التوالي: يمكن في هذه الحالة تحويل المقاومات إلى مقاومة واحدة كلية قيمتها تكافئ قيم جميع المقاومات، وذلك عن طريق جمع قيم هذه المقاومات، وعند تسليط جهد على المقاومات المتصلة على التوالي تكون قيمة التيار المارّ من خلال جميع المقاومات ثابتة.
• توصيل المقاومات على التوازي: حيث تكون قيمة المقاومة الكلية المكافئة لجميع المقاومات أصغر من أصغر مقاومة متصلة، وتُحسب عن طريق المعادلة التالية:

1/ المقاومة الكلية = 1/ المقاومة الأولى + 1/ المقاومة الثانية + 1/ المقاومة الثالثة + …. وهكذا لجميع المقاومات.

• توصيل التضاعف: حيث تكون الدارة الكهربائية محتوية على مقاومات متصلة على التوالي وأخرى على التوازي، وهذا التوصيل معقّد أكثر من التوصيل الأول والثاني، حيث يجب تبسيط الدارة وحساب المقاومات المتصلة على التوازي مع بعضها لنكوّن منها مقاومة واحدة، ونحسب هكذا لكلّ مقاومتين موصولتين على التوزاي، حتى نحصل على دارة مُبسّطة تحتوي مقاومات موصولة على التوالي فقط، ونحسب المقاومة الكلية كما في النقطة الأولى في التوصيل على التوالي عن طريق جمع قيم المقاومات فقط.