欧姆定律有哪些公式

文 / admin
2024-07-12 评论 ()

欧姆定律的公式为:I=U/R。

若用文字表述,则为:导线上的电流强度与这段导线上的电压成正比,与这段导线的电阻成反比。此定律由德国物理学家欧姆于 1827 年发现。欧姆定律率先阐明了电流、电压、电阻三者之间的关系。因此,依据欧姆定律,在电流、电压和电阻这三个物理量中,只要知晓其中任意两个,便能求出另外一个。欧姆定律所包含的公式共有三个,除上述所讲的 I=U/R 外,另外两个是由此变形而来的,即:U=IR、R=U/I。在实际应用中,我们将欧姆定律划分为部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律。

一、部分电路欧姆定律 顾名思义,部分电路欧姆定律适用于对局部电路的分析。通过下面的图例来做进一步阐释:图中的 R 为导线的电阻,假设 U=1Ⅴ,R=1Ω,I 即为 1A。倘若 U 乘以 10 变为 10Ⅴ,那么 I 也会随之上升 10 倍成为 10A,此为正比关系。要是 U 保持不变,而将 R 增加 10 倍变为 10Ω,I 则会下降至 1/10,变为 0.1A,此时 I 和 R 成反比关系。由于此处所讲的欧姆定律是针对某段导线而言的,故而被称作部分电路的欧姆定律。

二、全电路欧姆定律 全电路欧姆定律和部分电路欧姆定律在本质上并无区别。所不同的是引入了电源内阻的概念。电源内阻是限制输出电流的关键因素,依据 U/R=I,倘若式中的 R 为零,I 将趋近于无穷大,这显然是不现实的。下图中的 R′就代表电源内阻,它可等效为串联在电路中的一个电阻:而在实际情况中,电源的电动势等于闭合电路里各部分(U+U′)电压的总和,电路里的电流强度与电源的电动势成正比,和整个电路的电阻成反比。由于这段话适用于整个闭合电路,所以被称为全电路欧姆定律。上述电路中的电动势即为:U+U′。电路里的总电阻为 R+R′。故而整个电路的电流强度为(U+U′)/(R+R′)。R 作为负载上获取的实际电压即为 U,与电源的电动势相差 U′。这也是电源带负载后电压被拉低的原因。例如一个内阻 0.5Ω的 12Ⅴ蓄电池,要为一个 12Ω的负载供电,理论上 12V/12Ω=1A,然而实际上由于存在 0.5Ω的内阻,负载电流无法达到 1A,电压也会低于 12Ⅴ。因为电路的总电阻为 R+R′,即:12Ω+0.5Ω=12.5Ω,电流为 12Ⅴ/12.5Ω=0.96A,而负载上获取的电压则是 12Ω×0.96A=11.52Ⅴ,比电池的电压低了 0.48Ⅴ,显然它被电池内阻 R′消耗掉了。以上是我的回答。欢迎评论、转发、点赞!

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