Om qonuni elektr toki va potensiallar farqi (kuchlanish) o‘rtasidagi bog‘lanishni ifodalaydi. Ko‘pchilik o‘tkazgichlardan oqib o‘tadigan tok unga berilgan kuchlanishga to‘g‘ri proporsional bo‘ladi. Nemis fizigi Georg Simon Om (Georg Simon Ohm) Om qonunini tajriba yo‘li bilan birinchi bo‘lib tasdiqlagan.
Om qonunining tushuntirishi
Elektr zanjirlaridagi eng asosiy va eng muhim qonunlardan biri — Om qonunidir.
Om qonuniga ko‘ra, o‘tkazgichdagi kuchlanish undan oqib o‘tadigan tokka to‘g‘ri proporsional bo‘ladi, agar barcha fizik sharoitlar va harorat o‘zgarmas bo‘lib qolsa.
Matematik jihatdan tok–kuchlanish bog‘lanishi quyidagicha yoziladi:
Tenglamada proporsionallik doimiysi R “qarshilik (resistance)” deb ataladi va uning o‘lchov birligi om bo‘lib, belgisi Ω.
Tok va qarshilikni hisoblash uchun xuddi shu formulani quyidagicha qayta yozish mumkin:
Om qonuni faqat harorat va boshqa fizik omillar o‘zgarmas bo‘lib turgandagina to‘g‘ri bo‘ladi. Ayrim komponentlarda tok ortishi haroratning oshishiga olib keladi. Bunga misol — lampochka tolasi (filament), unda tok oshgani sari harorat ham ko‘tariladi. Bunday holatda Om qonunini qo‘llab bo‘lmaydi. Lampochka tolasi Om qonunini buzadi.
| Om qonunining bayoni: Om qonuniga ko‘ra, o‘tkazgichdagi kuchlanish undan oqib o‘tadigan tokka to‘g‘ri proporsional bo‘ladi, agar barcha fizik sharoitlar va harorat o‘zgarmas bo‘lib qolsa. Om qonuni tenglamasi: V = IR, bu yerda V — o‘tkazgich uchlaridagi kuchlanish, I — o‘tkazgichdan oqib o‘tadigan tok, R — o‘tkazgichning tok oqimiga ko‘rsatadigan qarshiligi. |
Kuchlanish, tok va qarshilik o‘rtasidagi bog‘lanish
1-, 2- va 3-qatorlarni tahlil qilsak, kuchlanishni ikki baravar va uch baravar oshirish zanjirdagi tokning ham mos ravishda ikki baravar va uch baravar oshishiga olib kelishini ko‘ramiz. Xuddi shuningdek, 1- va 4-qatorlarni hamda 2- va 5-qatorlarni solishtirsak, umumiy qarshilikni ikki baravar oshirish zanjirdagi tokni yarmiga kamaytirishini tushunamiz.
Om qonuni uchun “suv quvuri” analogiyasi
Om qonuni qarshilik (resistance)ning ikki uchida turli elektr potensiallari (kuchlanish) berilganda, qarshilikdan tok qanday oqishini tasvirlaydi. Biz elektronlarni ko‘ra olmaganimiz uchun, “suv quvuri” analogiyasi elektr zanjirlarini yaxshiroq tushunishga yordam beradi. Quvurlardan oqayotgan suv — elektr zanjiriga o‘xshash (analog) bo‘lgan yaxshi mexanik tizimdir.
Bu yerda kuchlanish suv bosimiga o‘xshaydi, tok — quvurdan oqib o‘tadigan suv miqdoriga, qarshilik esa quvurning o‘lchamiga o‘xshaydi. Bosim (kuchlanish) qancha katta bo‘lsa va quvur (qarshilik) qancha katta bo‘lsa (ya’ni qarshilik qancha kichik bo‘lsa), shuncha ko‘p suv (tok) oqadi.
Om qonunining tajriba orqali tekshirilishi
Om qonunini quyidagi tajriba yordamida oson tekshirish mumkin:
Kerakli asbob-uskunalar:
Sxema chizmasi:
Bajarish tartibi (Procedure):
- Dastlab K kalit yopiladi va reostat shunday sozlanadiki, ampermetr A hamda voltmetr V da minimal ko‘rsatkich hosil bo‘lsin.
- Reostatning sirpanma kontakti (sliding terminal)ni siljitib, zanjirdagi tok asta-sekin oshiriladi. Jarayon davomida zanjirdan oqayotgan tok qiymati va qarshilik simi R uchlaridagi potensiallar farqining mos qiymati qayd etiladi.
- Shu tariqa kuchlanish va tokning turli juft (to‘plam) qiymatlari olinadi.
- Har bir V va I qiymatlar jufti uchun V/I nisbati hisoblanadi.
- Har bir holatda V/I nisbatini hisoblaganingizda, u deyarli bir xil ekanini ko‘rasiz. Demak, V/I = R va bu o‘zgarmas (doimiy) kattalik.
- Tokni potensiallar farqiga nisbatan grafikda chizing — u to‘g‘ri chiziq bo‘ladi. Bu tok potensiallar farqiga proporsional ekanini ko‘rsatadi.
Om qonunining “sehrli uchburchagi”
Om qonuni bo‘yicha turli o‘zgaruvchilarni (V, I, R) topishda ishlatiladigan tenglamalarni eslab qolish uchun “Om qonunining sehrli uchburchagi”dan foydalanishingiz mumkin.
Agar kuchlanish qiymati so‘ralib, tok va qarshilik qiymatlari berilgan bo‘lsa, uchburchakda yuqoridagi V harfini yopib qo‘ying. Shunda pastda I va R ya’ni I × R qoladi. Demak, kuchlanish tenglamasi: tok × qarshilik. Om qonuni yordamida kuchlanishni topishda sehrli uchburchakdan qanday foydalanish misollari quyida keltirilgan.
Om qonuniga doir yechilgan masalalar
Misol 1: Elektr dazmolining qarshiligi 50 Ω va shu qarshilikdan 3.2 A tok oqadi. Ikki nuqta orasidagi kuchlanishni toping.
Yechim:
Agar tok va qarshilik qiymatlari berilib, kuchlanish topilishi so‘ralsa, uchburchakda V ni yopamiz. Shunda I va R, aniqrog‘i I × R qoladi.
Shuning uchun V ni topish uchun quyidagi formuladan foydalanamiz:
V = I × R
Qiymatlarni formulaga qo‘ysak,
V = 3.2 A × 50 Ω = 160 V
| V = 160V |
Misol 2: 8.0 V EYuK (EMF) manbai sof rezistiv elektr qurilmaga (lampochka) ulangan. Undan 2.0 A tok oqadi. O‘tkazgich simlar qarshiliksiz deb olinsin. Elektr qurilmaning ko‘rsatadigan qarshiligini hisoblang.
Yechim:
Agar kuchlanish va tok berilib, qarshilik topilishi so‘ralsa, uchburchakda R ni yopamiz. Shunda faqat V va I, aniqrog‘i V ÷ I qoladi.
Qiymatlarni formulaga qo‘ysak,
R = V ÷ I
R = 8 V ÷ 2 A = 4 Ω
| R = 4 Ω |
Om qonuni yordamida elektr quvvatini hisoblash
Harakatlanuvchi zaryadlarning elektr energiyasi boshqa energiya turlariga — masalan, mexanik energiya, issiqlik energiyasi, magnit maydonlarda yoki elektr maydonlarda saqlanadigan energiyaga — aylanish tezligi elektr quvvati deb ataladi. Quvvatning o‘lchov birligi — vatt. Elektr quvvatini Om qonuni yordamida kuchlanish, tok va qarshilik qiymatlarini qo‘yib hisoblash mumkin.
Quvvatni topish formulasi
Agar kuchlanish va tok qiymatlari berilgan bo‘lsa,
Agar kuchlanish va qarshilik qiymatlari berilgan bo‘lsa,
Agar tok va qarshilik qiymatlari berilgan bo‘lsa,
Quvvat uchburchagi (Power Triangle) nima?
Quvvat uchburchagi yordamida, agar uchta kattalikdan ikkitasi berilgan bo‘lsa, elektr quvvatini, kuchlanishni yoki tokni aniqlash mumkin. Quvvat uchburchagida quvvat (P) yuqorida, tok (I) va kuchlanish (V) esa pastda joylashadi.
Agar tok va kuchlanish qiymatlari berilgan bo‘lsa, quvvatni topish formulasi:
Agar quvvat va kuchlanish qiymatlari berilgan bo‘lsa, tokni topish formulasi:
Agar quvvat va tok qiymatlari berilgan bo‘lsa, kuchlanishni topish formulasi:
Om qonunining doiraviy diagrammasi (pie chart)
Turli parametrlar o‘rtasidagi bog‘lanishni yanada yaxshiroq tushunish uchun kuchlanish, tok, qarshilik va quvvatni topishga oid barcha tenglamalarni quyidagi kabi oddiy Om qonuni doiraviy diagrammasiga jamlash mumkin.
Om qonunining matritsa jadvali
Yuqoridagi Om qonuni doiraviy diagrammasi kabi, Om qonunining alohida tenglamalarini ham noma’lum qiymatni hisoblashda tezkor murojaat qilish uchun quyidagi kabi sodda matritsa jadvaliga jamlash mumkin.
Om qonunining qo‘llanilish sohalari
Om qonunining asosiy qo‘llanilishlari:
- Elektr zanjirida kuchlanish, qarshilik yoki tokni aniqlash.
- Elektron komponentlarda zarur kuchlanish tushuvini (voltage drop) ta’minlash.
- Doimiy tok (DC) ampermetrlarida va boshqa DC shuntlarda tokni chetga burish (divert) uchun qo‘llash.
Om qonunining cheklovlari
Om qonunining cheklovlari quyidagilar:
- Om qonuni diod va tranzistor kabi biryo‘nalishli (unilateral) elektr elementlari uchun qo‘llanilmaydi, chunki ular tokni faqat bir yo‘nalishda o‘tkazadi.
- Sig‘im (capacitance), qarshilik va hokazo parametrlari nolinеar bo‘lgan elektr elementlarida kuchlanish va tok nisbati vaqt bo‘yicha doimiy qolmaydi, shu sababli Om qonunidan foydalanish qiyinlashadi.
Ko‘p beriladigan savollar – FAQ
Q1
Om qonuni nimani aytadi?
Om qonuniga ko‘ra, o‘tkazgichdan ikki nuqta orasida oqib o‘tadigan tok shu ikki nuqta orasidagi kuchlanishga to‘g‘ri proporsional bo‘ladi.
Q2
Om qonunidan nima uchun foydalanish mumkin?
Om qonuni zanjir komponentlarining statik qiymatlarini, masalan tok darajalari, kuchlanish manbalari va kuchlanish tushuvlarini (voltage drops) tekshirish (validate) uchun qo‘llaniladi.
Q3
Om qonuni universalmi?
Yo‘q. Om qonuni universal qonun emas. Chunki Om qonuni temir va mis kabi ommik o‘tkazgichlar (ohmic conductors) uchun qo‘llaniladi, biroq yarimo‘tkazgichlar kabi no-ommik (non-ohmic) o‘tkazgichlar uchun qo‘llanilmaydi.
Q4
Nega Om qonuni yarimo‘tkazgichlarga qo‘llanilmaydi?
Om qonuni yarimo‘tkazgich qurilmalarga tatbiq etilmaydi, chunki ular nolinеar qurilmalardir. Ya’ni kuchlanish o‘zgarganda kuchlanishning tokka nisbati doimiy qolmaydi.
Q5
Qachon Om qonuni ishlamay qoladi?
Om qonuni yarimo‘tkazgichlar va diodlar kabi biryo‘nalishli (unilateral) qurilmalarning xatti-harakatini tushuntirib bera olmaydi. Shuningdek, harorat yoki bosim kabi fizik sharoitlar o‘zgarmas saqlanmasa, Om qonuni kutilgan natijani bermasligi mumkin.
