什麼是歐姆定律?有幾種類型?（什麼是歐姆定律）

2023-10-19 04:26:57

歐姆定律是電學理論最基本的定律之一。歐姆定律公式將電壓和電流與電路中導體的特性聯繫起來。

歐姆定律是管理電氣和電子電路的最基本和最重要的法律之一。它涉及線性器件的電流，電壓和電阻，使得如果知道其中任意兩個參數，則可以計算出第三個參數。

由於電流，電壓和電阻是主要的三個電路參數，這意味著歐姆定律也非常重要。

歐姆定律用於電氣和電子科學的所有分支。它用於計算電路中所需電阻的值，它也可用於確定電路中流過的電流，其中電壓可通過已知電阻輕鬆測量，但不僅僅如此，歐姆定律用於各種形式的電氣和電子電路中的大量計算 - 實際上是可以用於有電流流動的任何地方。

歐姆定理中的三角關係

歐姆定律的發現史

存在連接電流，電壓和電阻的數學關係。一位名叫Georg Ohm的德國科學家進行了許多實驗，試圖顯示三者之間的聯繫。在他進行實驗的那些日子裡，我們今天所知道的是當時是沒有測量電錶的。

只有經過相當大的努力和不斷嘗試，他才能設計出我們今天所知的歐姆定律。

關於Georg Ohm的注意事項：

Georg Ohm出生於1879年在慕尼黑以北約50英裡的埃爾蘭根，後來成為研究與電相關的新科學的奠基者之一，他發現導體中電壓和電流之間的關係 - 這個定理現在被命名歐姆定律，以尊重他所做的工作。

歐姆定律究竟是什麼？

歐姆定律描述了當施加不同電壓水平時電流流過材料的方式。一些材料如電線對電流幾乎沒有阻力，這種材料稱為導體。因此，例如，如果該導體直接放置在電池上，則會有大量電流流過。

在其他情況下，另一種材料可能阻礙電流的流動，但仍然允許流過一些。在電路中，這些組件通常稱為電阻器。然而，有些其他材料在加電池時幾乎沒有電流，這些材料被稱為絕緣體。

歐姆研究電流流過各種材料的方式，因此他能夠發展他的定理，我們現在稱之為歐姆定律。

為了首先了解正在發生的事情，可以將電氣情況比作管道中的水流。電壓可以由管道的水壓來類比表示，電流由流過管道的水量類比表示，最後電阻等於管道的尺寸。

可以想像，管道越寬，流動的水就越多。這樣做的原因是，更多的水更容易流過更寬的管道而不是更窄的管道 - 較窄的管道對水流的阻力更大。此外，如果進入管道的壓力更大，那麼對於同一管道，將會有更多的水流入。

歐姆確定，對於普通材料，電壓加倍使給定元件的電流增加一倍。不同材料或具有不同形狀的相同材料將對電流的流動呈現不同水平的阻力。

歐姆定律的定義

歐姆定律指出，電路中流動的電流與施加的電位差成正比，與電路中的電阻成反比。
換句話說，通過將電路兩端的電壓加倍，電流也將加倍。但是，如果阻力加倍，電流將下降一半。
在該數學關係中，電阻單位以歐姆為單位測量。
歐姆定理
歐姆定律公式
歐姆定律公式或方程非常簡單。
歐姆定律可以用數學形式表示為：
歐姆定律公式
式中：
V =以伏特表示的電壓
I =以安培表示的電流
R =以歐姆表示的電阻
可以操縱該公式，以便如果已知其中任何兩個量，則可以計算第三個量。
歐姆定理的計算
歐姆定律三角形
為了幫助記住公式，可以使用一邊是水平的三角形，頂部的頂點像金字塔一樣。這有時被稱為歐姆定律三角形。
在歐姆定律三角形的上角是字母V，在左下角，字母I，在右下角，R。
歐姆定律三角形
要使用三角形覆蓋未知量，然後再從其他兩個量來計算它。如果它們排成一行，則它們會相乘，但如果一個在另一個之上，那麼它們應該被相除。換句話說，如果必須計算電流，則將電壓除以電阻，即V / R等。
歐姆定律的三角形計算關係
如果必須計算電壓，則通過將電流乘以電阻即I x R來得到電壓。
歐姆定理的計算例子
如果在500歐姆電阻上放置10伏電壓，則確定將流過的電流量，計算如下：
歐姆定理的計算
觀察歐姆定律三角形，電流是未知的，將電壓和電阻作為已知值。
歐姆定理的計算
在這種情況下，通過將電壓除以電阻來找到電流。
歐姆定理的計算
例2
以類似的方式，如果已知電流和電壓，則可以使用歐姆定律來找到電阻。例如，電壓為10伏，電流為0.1A。使用歐姆定律三角形，可以看出：
計算例2
例3
最後，另一種組合是電阻和電流已知，然後可以計算電阻上預期的電壓。以250Ω電阻的電流為例，其電流為0.1A，然後電壓計算如下：
計算例3
線性圖
可以看出，如果針對固定電阻器或電線長度等等繪製電壓和電流，則將存在線性曲線。
線性電阻的電壓和電流圖
可以看出，使電壓加倍使通過特定電路元件的電流也加倍。
在圖表上，有兩條線，一條用於更高的電阻 - 這一條線需要更多的電壓來施加給定的電流。因此，這必須具有更高的阻力。相反，較低電阻的曲線表示需要為給定電流施加較低電壓的元件。
非線性組件
歐姆定律的基本形式是電壓加倍導致電流加倍，這對於普通電阻等線性元件來說是如此。像二極體這樣的某些元件，其中電阻受所施加電壓的影響具有非線性曲線。
歐姆定律是電氣和電子工程中最基本的概念之一。具有一定電阻的項目在特定電壓下確定流過它的電流量，這個概念是幾乎所有電路操作的關鍵。
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