Закон Ома в макроскопічної формі
В школі у 8 класі закон постійного струму також розглядається в макроскопічної формі. Його легко можна отримати з відповідного закону в локальній формі. Для цього необхідно визначити напругу або падіння потенціалу в електричної ланцюга у вигляді наступного виразу: ΔV = E*l, де l – довжина провідника з струмом, а ΔV – напругу на його кінцях.
В результаті закон Ома прийме вигляд: ΔV = I*l/(σ*A) = R*I, де R – електричний опір. Як видно з закону постійного електричного струму в макроскопічної форми, величина R є зворотною величиною електричної провідності σ, тобто чим краще матеріал проводить струм, тим менше його електричний опір. Також важливо помітити, що в той час як σ є властивістю матеріалу, з якого зроблений провідник, R є властивістю конкретного провідника, і залежить не тільки від матеріалу, але і від його геометричних параметрів (довжини і площі перерізу).
Застосовність і важливість класичного закону Ома
Закон Ома в класичній або макроскопічної формі записується у вигляді: V = I*R. Для металів R є постійною величиною, незалежно від сили струму, що проходить через провідник. Однак, в деяких матеріалах, наприклад, у напівпровідниках, це не так. Матеріали, в яких електричне опір є постійною величиною, називаються лінійними або омічними. Для них вольт-амперна характеристика, тобто функція залежності напруги від сили струму U(I) є лінійною.
Закон Ома не може вважатися фундаментальним законом природи, оскільки він справедливий тільки для певного класу матеріалів, головним чином, це метали. Однак, він відіграє важливу роль у фізиці і в повсякденному житті, оскільки дозволяє простим способом визначити важливі фізичні величини в електричної ланцюга. Зокрема, завдяки закону Ома для кола постійного струму обчислюють втрати електроенергії при її передачі і споживанні. Закон Ома також використовують для обчислення необхідного значення опору, яке варто включити в електричний ланцюг, щоб вона виконувала свої функції з максимальним ККД.
