Miksi hehkulamppu ei noudata Ohmin lakia?

Miksi hehkulamppu ei noudata Ohmin lakia?

Ohmin laki on sähköpiirin perussääntö, joka kuvaa jännitteen, virran ja resistanssin välistä suhdetta. Yksinkertaisessa muodossa se voidaan ilmaista yhtälöllä V = IR, jossa V on jännite, I on virta ja R on resistanssi.

Hehkulamppu on kuitenkin yksi poikkeus Ohmin laista. Tämä johtuu siitä, että hehkulampun vastus muuttuu merkittävästi lämpötilan vaikutuksesta.

Kun virta kulkee hehkulampun hehkulangan läpi, se kuumenee voimakkaasti. Noustessaan lämpötila aiheuttaa hehkulangan atomien värähtelyn lisääntymistä. Tämä lisääntynyt värähtely tekee elektroneille vaikeammaksi virrata hehkulangan läpi, mikä puolestaan kasvattaa resistanssia.

Toisin sanoen, kun hehkulangan lämpötila nousee, sen resistanssi kasvaa. Tämä resistanssin muutos tarkoittaa, että hehkulamppu ei noudata Ohmin lakia lineaarisesti.

Seuraava kuvaaja esittää hehkulampun jännite-virta-suhdetta:

[Kuva kuvaajasta, jossa x-akseli on virta ja y-akseli on jännite]

Kuvaajasta nähdään, että jännite-virta-suhde ei ole lineaarinen, vaan se on käyrä. Tämä käyrä johtuu hehkulangan resistanssin lämpötilasta riippuvaisesta luonteesta.

Tämä vastuksen muutos tekee hehkulampun käyttäytymisestä hieman ennustettavissa olemattoman. Esimerkiksi, jos hehkulamppu kytketään korkeampaan jännitteeseen, virta ei kasva suoraan verrannollisesti jännitteen kanssa. Sen sijaan virta kasvaa vähemmän kuin verrannollisesti jännitteen kanssa johtuen hehkulangan lisääntyneestä resistanssista.

Yleisesti ottaen hehkulamppu on esimerkki sähkölaitteesta, joka ei noudata Ohmin lakia. Tämä johtuu siitä, että sen vastus muuttuu merkittävästi lämpötilan vaikutuksesta.