一文知道欧姆定律的公式

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欧姆定律的公式为: l=U/R。如果用文字说明就是:导线上的电流强度跟这段导线上的电压成正比,跟这段导线的电阻成反比。这个定律是德国物理学家欧姆在1827年发现的。

欧姆定律最先阐明了电流电压电阻三者的关系。所以根据欧姆定律,电流电压和电阻三个物理量中知道其中任何两个,就可以求出另外一个。

姆定律包含的公式共有三个,除了前面讲的l=U/R,另外两个是由此变形而来的既:U=lR、R=U/l。实际当中,我们把欧姆定律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

顾名思意,部分电路欧姆定律适合对局部电路进行分析。我们通过下面的图作进一步说明:

欧姆定律

图中的R是导线的电阻,假设U=1Ⅴ,R=1Ω,l就是1A。如果U乘以10变成10Ⅴ,那么Ⅰ也会上升10倍变成10A,这就是正比关系。

如果U不变而是把R增加10倍变成10Ω,l就会下降至1/10,成为0.1A,此时l和R成反比关系。

由于这里说的欧姆定律是针对某段导线讲的,故又被称为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从本质上讲是没有区别的。所不同的是引入了电源内阻概念。电源内阻是制约输出电流的关键所在,根据U/R=Ⅰ,假如式中的R为零,Ⅰ将趋于∞,这显然是不可能的。下图中的R′就表示电源内阻,它可以等效为串联在电路中的一个电阻:

欧姆定律

而在实际当中电源的电动势等于闭合电路里各部分(U+U′)电压之和,电路里的电流强度和电源的电动势成正比,和整个电路的电阻成反比。因为这段话适于整个闭合电路,所以叫全电路欧姆定律。

上边电路中的电动势就是:U+U′。电路里的总电阻为R+R′。因此整个电路的电流强度为(U+U′)/(R+R′)。R作为负载上得到的实际电压就是U,和电源的电动势相差U′。这也是电源带负载后电压被拉低的原因。

比如一个内阻0.5Ω的12Ⅴ蓄电池,要给一个12Ω负载供电,按说12V/12Ω=1A,而实际上由于有0.5Ω内阻存在,负载电流达不到1A,电压也要低于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,而负载上得到的电压就是12Ωx0.96A=11.52Ⅴ,比电池的电压低了0.48Ⅴ,显然它被电池内阻R′吃掉了。
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