Ohmův zákon – základní vztah elektrického proudu, napětí a odporu
Ohmův zákon je jedním ze základních principů elektrotechniky a fyziky, který popisuje vztah mezi elektrickým proudem, napětím a elektrickým odporem v elektrickém obvodu. Tento zákon byl formulován německým fyzikem Georgem Simonem Ohmem v roce 1827 na základě experimentálních měření. Ohm zjistil, že proud procházející elektrickým vodičem je přímo úměrný napětí mezi konci vodiče a nepřímo úměrný odporu vodiče. Matematicky je tento vztah vyjádřen rovnicí I = U/R, kde I je elektrický proud v ampérech (A), U je elektrické napětí ve voltech (V) a R je elektrický odpor v ohmech (Ω).
Elektrický proud vzniká v důsledku pohybu volných elektronů (nebo jiných nosičů náboje) ve vodiči, když mezi jeho konci existuje elektrický potenciálový rozdíl, tedy napětí. Odpor vodiče je dán vlastnostmi materiálu (rezistivitou), délkou a plochou průřezu vodiče – například dlouhý a tenký vodič má větší odpor než krátký a tlustý vodič ze stejného materiálu. Pokud známe dvě ze tří veličin (proud, napětí, odpor), můžeme pomocí Ohmova zákona jednoduše spočítat třetí. Tento zákon je klíčový při návrhu a analýzách elektrických obvodů, stanovování bezpečných proudů v různých zařízeních i při každodenních aplikacích elektrotechniky.
Ohmův zákon však platí pouze pro tzv. ohmické prvky – tedy takové součástky, u kterých odpor nezávisí na velikosti napětí nebo proudu. Prakticky to znamená zejména kovové vodiče při konstantní teplotě. U jiných prvků, například polovodičových diod nebo žárovek, které mění odpor se zahříváním, není vztah proud–napětí lineární a Ohmův zákon ve své základní podobě nelze přímo použít. Přesto zůstává základním stavebním kamenem teorie elektrických obvodů a každé studium elektřiny a elektromagnetismu s ním začíná. Pochopení Ohmova zákona je nezbytné nejen pro fyziky a elektrotechniky, ale také pro běžné uživatele elektroniky, neboť vysvětluje, jak a proč zařízení běžného života fungují právě tak, jak fungují.
PhDr. Pavel Bartoš, LL.M., DBA (Evropská akademie vzdělávání / European Academy of education)