Věda a technika v pozadí
Ohmův zákon

Historie

Hledání závislosti proudu na odporu v jednoduchém obvodu s kovovými vodiči nebylo na počátku 19. století nijak snadné. Jako zdroje napětí tu byly Voltovy články, zvyšování napětí se provádělo sériovým zapojováním většího počtu, což však mělo za následek i změnu velikosti vnitřního odporu obvodu. Nebyl také k dispozici dostatečně citlivý ampérmetr. S oběma problémy si Georg Simon Ohm při hledání zákonitostí v jednoduchém elektrickém obvodu skvěle poradil.

George Simon Ohm.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.

Klíčový pokus, z něhož dnes tak všední a jednoduchá závislost vzešla, provedl s aparaturou tak, aby nulová poloha magnetky byla rovnoběžně s mosazným vodičem, jehož délku v obvodu mohl měnit od 5 cm do 325 cm. Znal již výsledky pokusů Oerstedových o účincích proudu na magnetku a znal i Coulombovu aparaturu. Procházející proud vyvolal magnetickou sílu, která vychylovala magnetku proti síle kroutící se struny. Úhel vychýlení magnetky byl závislou proměnnou při měření. Při formulaci vztahu mezi napětím a proudem dospěl nejprve k nesprávným závěrům. Na doporučení Johanna Christiana Poggendorffa použil jako zdroje napětí termočlánek založený na Seebeckově jevu. Skládal se z měděného a vizmutového vodiče, jeden spoj byl ponořený do směsi ledu a vody a druhý do vroucí vody. Teplotní spád přibližně 100 °C poskytoval dostatečně konstantní elektromotorické napětí. Do obvodu postupně zařazoval vodiče z různých kovů, různých délek a průřezů a magnetické působení protékajícího proudu měřil z velikosti úhlu natočení zavěšené magnetky.

Teorie

Vlastnosti kovového vodiče jako části elektrického obvodu můžeme určit tak, že vodič připevníme mezi svorky a ponoříme ho do chladící kapaliny. Připojeným voltmetrem a ampérmetrem pak naměříme hodnoty napětí a proudu. Hodnoty vyneseme do grafu, získáme tzv. volt–ampérovou charakteristiku. Při stálé teplotě je voltampérovou charakteristikou drátů z jednotlivých kovů přímka, tzn. že proud je přímo úměrný napětí mezi konci vodiče. 

Volt-ampérová charakteristika.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

Tento poznatek objevil již v roce 1826 německý fyzik Georg Ohm. Na jeho počest se tento zákon nazývá Ohmův. 

Ohmův zákon: Proud I, který prochází vodičem se stálým odporem R je přímo úměrný napětí U mezi konci vodiče

Pomocí tohoto vztahu můžeme odvodit jednotku elektrického odporu jeden ohm: Je to odpor vodiče, v němž stálé napětí jeden volt mezi konci vodiče vyvolá proud jeden ampér.