Ohmsche und nicht-ohmsche Geräte

Die Physik enthält noch keine wirklich 'universellen' Gesetze. Das Ohmsche Gesetz ist wie jedes andere in der Physik auf den Kontext für seine Gültigkeit angewiesen.$V=IR$gilt implizit nur in der einfachen Schaltungstheorie, in der Feldtheorie hat sie die Form$J=\sigma E$wie im Wiki-Artikel zu sehen.

Abweichungen vom Ohmschen Gesetz sind auf die elektrischen Eigenschaften des zu prüfenden Leiters/Mediums zurückzuführen. Das zu verwendende „Gesetz“ oder die zu verwendende Gleichung wird durch pragmatische Bedenken hinsichtlich der Nützlichkeit bestimmt.

Das Ohmsche Gesetz ist eine Annahme, dass der Widerstandswert eines Widerstands unabhängig von der Größe und Polarität einer angelegten Potentialdifferenz ist. Viele Leiter, wie eine Diode, hängen von der Polarität der angelegten Potentialdifferenz ab – zB müssen Sie eine positive oder negative Spannung anlegen, damit sich ein Strom durch den Leiter bewegt.

Ein ohmscher Widerstand hingegen hat einen Strom, der linear vom Potential abhängt. Wenn also eine größere positive Spannung an den Widerstand angelegt wird, fließt ein entsprechend größerer positiver Strom durch den Widerstand. Da R = V/I in einer Schaltung ist, wenn sowohl V als auch I mit einer konstanten, linear proportionalen Rate nach oben oder unten skalieren, ist R konstant, da die Faktoren, die den Zähler und den Nenner skalieren, sich gegenseitig aufheben ... und das ist es, was es bedeutet, dass ein Widerstand ohmisch ist.

Die meisten Leiter ändern ihren Widerstand, wenn sich ihre Temperatur ändert, und wie bei Dioden haben einige Leiter völlig nichtlineare Beziehungen zwischen Strom und Spannung. Da das Ohmsche Gesetz nicht wirklich ein Gesetz ist, besteht eine konsistentere Art, ein Material zu betrachten, darin, seinen "momentanen" Widerstand oder seinen spezifischen Widerstand (eine Eigenschaft eines Materials im Gegensatz zu einer Geometrie eines Materials) zu berücksichtigen:

$\rho$=$\frac{E}{J}$

$\rho$ist definiert als der spezifische Widerstand - dieser ist durch das elektrische Feld gegeben,$E$, dividiert durch die Stromdichte$J$, (der Strom pro Querschnittsfläche). Intuitiv hat ein Material mit einem hohen spezifischen Widerstand eine niedrige Stromdichte, die durch ein großes elektrisches Feld motiviert ist (denken Sie daran, dass E-Felder proportional zur Kraft auf ein Teilchen sind), und ein Material mit einem niedrigen spezifischen Widerstand hat eine große Stromdichte, die durch motiviert wird ein schwaches elektrisches Feld...

Auf jeden Fall ist das Wichtigste, was man daraus mitnehmen kann, dass das Ohmsche Gesetz nur aus historischen Gründen ein "Gesetz" ist - in Wirklichkeit beschreibt das Ohmsche Gesetz eine spezielle Untergruppe von Leitern, die eine lineare Beziehung zwischen Strom und Spannung haben, aber da Es gibt viele Leiter, die dieser Einschränkung nicht entsprechen.