Suljettu virtapiiri

• Jännitelähde luo virtapiiriin potentiaalieron. Kun jännitelähteen navat yhdistetään johteella, syntyy suljettu virtapiiri, jossa sähkövirta kulkee.
• Sähkövirran suunta on jännitelähteen positiiviselta navalta negatiiviselle navalle. Johteessa liikkuvat varaukset ovat elektroneja, ja ne liikkuvat päinvastaiseen suuntaan kuin sähkövirta.
• Virtapiirissä olevia osia kutsutaan komponenteiksi. Ne hyödyntävät sähkön mukana siirtyvää energiaa käyttötarkoituksensa mukaisesti. Jokaisella komponentilla on oma piirrosmerkki.
• Komponentteja voidaan kytkeä sarjaan tai rinnan. Sarjaankytkennässä jokaisen komponentin läpi kulkee yhtä suuri sähkövirta, kuten vasemmanpuoleisessa kuvassa alla. Rinnankytkennässä komponentin päiden välinen jännite on sama kuin jännitelähteen napajännite, kuva oikealla.

Jännitteen ja sähkövirran mittaus

• Jännite mitataan kahden pisteen väliltä ja jännitemittari kytketään rinnan mitattavalle välille.

• Sähkövirta mitataan tietystä virtapiirin kohdasta. Virtamittari kytketään sarjaan sen komponentin kanssa, jonka sähkövirta halutaan mitata.

Resistanssi ja Ohmin laki

• Resistanssi kuvaa komponentin kykyä rajoittaa sähkövirtaa. Resistanssin yksikkö on ohmi, Ω.
• Ohmin lain mukaan jännite [[$U$]] ja sen aikaansaama sähkövirta [[$I$]] ovat suoraan verrannolliset. Verrannollisuuskerroin on resistanssi [[$R$]].

[[$$U=RI$$]]

• Resistanssi on vastuksen ominaisuus. Vastuksen resistanssi pysyy vakiona, ellei toisin ole ilmoitettu. Vastuksen resistanssi määritetään Ohmin lain avulla tai kokeellisessa tutkimuksessa [[$(I,U)$]]-kuvaajasta suoran kulmakertoimena.
• Lämpötilan muuttuessa komponenttien resistanssi muuttuu, eikä Ohmin laki enää päde.
  
• Mikrotasolla resistanssi aiheutuu elektronien törmäämisestä vastuksen rakenneosasiin, joiden lämpöliike kasvaa ja vastus lämpenee.

Resistiivisyys ja johtimen resistanssi

• Sähköjohtimilla on resistanssia, jonka suuruus riippuu johtimen materiaalista, pituudesta ja paksuudesta.
• Resistiivisyys kuvaa aineen kykyä rajoittaa sähkövirtaa. Resistiivisyyden yksikkö on ohmimetri, Ωm. Aineiden resistiivisyydet löytyvät taulukkokirjasta.
• Johtimen resistanssi kasvaa, kun johdin pitenee tai ohenee. Johdelangan resistanssi [[$R$]] saadaan laskettua aineen resistiivisyyden [[$\rho$]], johdelangan pituuden [[$l$]] ja poikkipinta-alan [[$A$]] avulla.