Elektrický proud a odpor - Ohmův zákon

Mějme prostředí s volnými náboji (kov, elektrolyt). Pokud je v bodu A tohoto prostředí jiný potenciál než v bodě B, je mezi nimi napětí U. Díky elektrické intenzitě toho elektrického pole začnou volné náboje téct z jednoho bodu do druhého. Tomuto toku náboje říkáme elektrický proud.

Elektrický proud

Pokud máme vodič na jehož koncích je různý potenciál, tak elektrický proud I, který tímto vodičem teče definujeme jako množství náboje Q, které proteče plochou řezu vodiče za čas t. V diferenciálním tvaru pak můžeme zapsat jako

Proud derivace náboje v čase

Jednotkou elektrického proudu je Ampér [A]. Pokud nebude řečeno jinak, budeme se zabývat proudem stejnosměrným, tedy takovým, jehož hodnota je v čase neměnná. 

Elektrický odpor

Elektrický odpor je veličina, která nám popisuje jak špatně dané prostředí propouští elektrický proud. Čím větší odpor, tím hůře vodič vede proud. Jednotkou elektrického odporu je Ohm [Ω]

Odpor daného vodiče se dá zjistit z geometrických a materiálních charakteristik. Každý materiál má měrný elektrický odpor ρ, který nám popisuje, jaký odpor má krychle toho tohoto materiál o stranách metr krát metr. S jeho znalostí jsme schopni spočítat odpor vodiče o délce a průřezu S pomocí vztahu

Výpočet odporu z parametrů vodiče

Někdy používáme převrácenou hodnotu elektrického odporu, kterou nazýváme vodivost (konduktance) G, jejíž jednotkou je Siemens [S]. Tato veličina, na rozdíl od odporu, popisuje, jak dobře vodič vede elektrický proud.

Vodivost převrácená hodnota odporu

Ohmův zákon

Ohmův zákon nám popisuje závislost poměrů mezi proudem, napětím a odporem v obvodu. Říká, že proud v obvodu je přímo úměrný napětí v obvodu a nepřímo úměrný odporu vodiče.

Ohmův zákon

Výkon elektrického proudu

Pokud obvodem protéká elektrický proud, musí nutně překonávat elektrický odpor prostředí. Tento tok se nekoná samovolně a musí existovat zdroj energie (resp. výkonu), který procesu udržuje při chodu a doslova protláčí proud skrze vodič. Výkon spotřebovaný při průchodu elektrickým proudem se dá vyjádřit pomocí

Výpočet výkonu elektrického proudu