欧姆定律:它是如何工作的(公式和欧姆定律三角形)

2022年9月20日2021年9月19日通过betway网页版

内容

欧姆定律是什么

欧姆定律是什么?

欧姆定律的电流流过导体成正比之间的电位差(电压)结束时,假设的物理条件不改变导体。

换句话说,任意两点之间的电位差比导体之间的电流是恒定的,提供了物理条件(例如:温度等)不改变。

数学上,欧姆定律可以表述为,

$\{对齐*}开始我\ propto V \{对齐*}$

介绍比例常数,电阻R在上面的方程,我们得到,

$\开始{对齐*}I = \压裂{V} {R} \ \,或\ \,V =我* R \{对齐*}$

在那里,

R是欧姆导体的电阻( $\ω$ ),
我是安培的电流通过导体(A),
V电压或电位差测量导体的伏特(V)。

欧姆定律适用于两种直流和交流。

之间的关系潜在的差异或电压(V),电流(I)和电阻(R)首次被发现在一个电路由德国物理学家乔治·西蒙欧姆。

电阻的单位是欧姆( $\ω$ 是为了纪念乔治西蒙欧姆。

欧姆定律是如何工作的呢?

根据欧姆定律的定义,电流通过导体或电阻器两点之间成正比的不同电压(或电位差)在导体或电阻器。

但是…,可以有点难以理解。

让我们得到更好的直观欧姆定律的使用一些类比。

类比1

考虑一个水箱放置在离地面一定高度。有一个软管的底部水箱,下图所示。

欧姆定律类比1 — 类比1

帕斯卡结束时的水压力软管类似于电路电压或电位差。
升的水流速每秒类似于电流电路的库仑每秒。
器的水流如光阑置于管道两点之间类似物的电阻电路。

因此,水通过孔径限制器流量正比于在水压力限制器的区别。

同样,在一个电路中,电流通过导体或两个点之间的电阻成正比的不同电压或电位差在导体或电阻器。

我们也可以说,水流阻力提供是根据管子的长度,管子的材料,水箱放置离地面的高度。

欧姆的工作以类似的方式在一个电阻的电路提供的电流取决于导体的长度和材料使用的导体。

类比2

一个简单的液压水电路和电路之间的类比来描述欧姆定律是如何工作的下图所示。

欧姆定律类比2 — 类比2

如图所示,如果水压恒定和增加的限制(水流)更难,然后水流的速度减少。

同样,在一个电路,如果电压或电位差是常数和阻力增加(电流)更难,然后流的速度电荷即。,当前的减少。

现在,如果限制水流是恒定的,泵的压力增加,水流的速度增加。

同样,在一个电路中,如果阻力恒定和电位差或电压增加,然后电荷即的流量。,电流增加。

欧姆定律公式

电压之间的关系或电位差,电流和电阻可以用三种不同的方式写的。

如果我们知道任何两个值,我们可以计算出第三个未知值通过使用欧姆定律的关系。因此,欧姆定律是非常有用的在电子和电气公式和计算。

当已知的已知电流流过电阻上的电压降电阻可以计算的关系

$\{对齐*}开始V =红外\ \,即。潜力,\ \ \ \,差异=当前*阻力\{对齐*}结束$

电压在欧姆定律

一个已知电压时在已知电阻的电流流经电阻可以计算的关系

$\开始{对齐*}I = \压裂{V} {R} \ \,即。目前,\ \ = \压裂{潜在\ \,Diffrence}{阻力}\{对齐*}结束$

当前在欧姆定律

已知电压时在一个未知电阻和电流流经电阻也是已知的未知电阻的值可以计算的关系

$\{对齐*}开始R = \压裂{V}{我}\ \,即。\ \,阻力= \压裂{潜在\ \,Diffrence}{当前}\{对齐*}结束$

欧姆定律的阻力

欧姆定律的公式

的权力转移是电源电压和电流的乘积。

(1) $开始\ P{方程*}= V *我\{方程*}$

现在,把 $V =我* R$ 在方程(1),我们得到

(2) $开始\ P{方程*}=红外*我= ^ 2 * R \{方程*}结束$

这个公式被称为欧姆损失公式或电阻加热的公式。

现在,把 $R I = \压裂{V} {}$ 在方程(1),我们得到

(3) $开始\ P{方程*}= V * \压裂{V} {R} = \压裂{V ^ 2} {R} \{方程*}结束$

从上面的关系,我们可以确定功耗电阻如果电压和电阻或电流和电阻是已知的。

我们还可以确定未知电阻的值通过使用上面的关系如果电压或电流。

$\{对齐*}开始R = \压裂,{V ^ 2} {P} \ \ \ & \ \, R = \压裂结束{P}{我^ 2}\{对齐*}$

如果两个变量的权力,电压、电流和电阻通过使用欧姆定律,我们可以确定其他两个变量。

$\{对齐*}开始P = \压裂{V ^ 2} {R} \ \,或\ \,R = \压裂,{V ^ 2} {P} \ \或\ \,V = \ sqrt{公关}\{对齐*}结束$

$开始\ P{对齐*}= {I ^ 2} {R} \ \,或\ \,R = \压裂,{P}{我^ 2}\ \,或\ \,I = \√6{\压裂{P} {R}}{对齐*}\结束$

欧姆定律的局限性

下面讨论一些限制的欧姆定律。

欧姆定律并不适用于所有的非金属导体。例如,碳化硅,的关系 $V = KI ^ m$ 在K和m常数和m < 1。
欧姆定律不适用于下列非线性元素。

电阻
电容
半导体
真空管
电解质
碳电阻
弧灯
齐纳二极管

(注意,非线性元素的电流和电压之间的关系是非线性的。应用,目前并不完全成正比的电压)。

欧姆定律适用于金属导体在一个恒定的温度。如果温度变化,法律不适用。
欧姆定律也不是适用于单边网络。注意,单方面网络包含单方面的元素,例如晶体管、二极管等单方面的元素是元素,使只在一个方向流动的电流。

欧姆定律的三角形

欧姆定律的基本公式总结如下欧姆定律三角形。

欧姆定律traingle — 欧姆定律的三角形

欧姆定律饼图

欧姆定律的基本公式总结在下面欧姆定律饼图。

欧姆定律饼图

欧姆定律练习题

示例1

如下所示的电路,电流流经4的电阻15Ω。确定电路的电压降使用欧姆定律。

欧姆定律的例子1

解决方案:

鉴于数据: $我= 4 \ \$ 和 $R = 15 \ \ \ω$

根据欧姆定律,

$\开始{对齐*}\{分裂}开始V =我* R \ \ = 4 * 15 V = \ \ 60 \ \,伏\{分裂}\{对齐*}结束结束$

因此,通过使用欧姆定律方程,我们得到电路的电压降60 V。

示例2

如下所示电路,电源电压24 V应用的电阻12Ω。确定当前流经电阻使用欧姆定律。

欧姆定律的例子2

解决方案:

鉴于数据: $V = 24 \ \, V$ 和 $R = 12 \ \ \ω$

根据欧姆定律,

$\开始{对齐*}\开始{分裂}I = \压裂{V} {R} \ \ = \压裂{24}{12}\ \我= 2 \ \,(安培)\{分裂}\{对齐*}结束$

因此,通过使用欧姆定律方程,我们得到电流通过电阻2 A。

示例3

如下所示电路,电源电压24 V,电流流过未知电阻是2。确定的未知值电阻使用欧姆定律。

欧姆定律的例子3

解决方案:

鉴于数据: $V = 24 \ \, V$ 和 $我= 2 \ \$

根据欧姆定律,

${对齐*}\ \开始开始{分裂}R = \压裂{V}{我}\ \ = \压裂{24}{2}\ \ R = 12 \ \ \ω\最终{分裂}\{对齐*}结束$

因此,通过使用欧姆定律方程,我们得到未知电阻的值 $12 \ \ \ω$ 。

欧姆定律的应用

欧姆定律的应用程序包括:

计算未知的潜在的差异或电压,电阻,电路的电流流动。
电子电路中使用欧姆定律来确定内部电子元件电压降。
欧姆定律用于直流测量电路尤其是低电阻分流器的直流电流表是用来转移电流。

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