一文知道欧姆法律关系

任何直流电路中的电压，电流和电阻之间的关系首先由德国物理学家Georg Ohm发现。

Georg Ohm发现，在恒定温度下，电流流动通过固定的线性电阻与施加在其上的电压成正比，并且也与电阻成反比。电压，电流和电阻之间的这种关系构成了欧姆定律的基础，如下所示。

欧姆法律关系

通过了解电压，电流或电阻量的任意两个值，我们可以使用欧姆定律来找到第三个缺失值。欧姆定律广泛用于电子公式和计算中，因此“理解并准确记住这些公式非常重要”。

查找电压，（V）

[V = IxR] V（伏特）= I（安培）xR（Ω）

要查找电流，（I）

[I = V÷R] I（安培）= V（伏特）÷R（Ω）

要找到电阻，（R）

[R = V÷I] R（Ω）= V（伏特）÷I（安培）

有时通过使用图片更容易记住这种欧姆定律关系。这里将三个 V ， I 和 R 的量叠加到一个三角形中（被亲切地称为Ohms Law Triangle）在电流和电阻低于顶部时给出电压。这种安排代表欧姆定律公式中每个数量的实际位置。

欧姆法三角

转换上面的标准欧姆定律公式将给出以下相同方程式的组合：

然后，通过使用欧姆定律，我们可以看到施加到1Ω电阻器的1V电压将导致1A的电流流动，电阻值越大，给定施加电压下流动的电流越小。任何符合“欧姆定律”的电气设备或元件，即流过它的电流与其两端的电压成比例（IαV），如电阻器或电缆，据说是“Ohmic”本质上是没有的，例如晶体管或二极管的器件，据称是“非欧姆”器件。

电气电路中的电源

电路中的电功率，（ P ）是电路中吸收或产生能量的速率。诸如电压之类的能量源将产生或输送功率，同时连接的负载吸收它。例如，灯泡和加热器吸收电能并将其转换成热量或光，或两者。它们的值或额定功率越高，它们可能消耗的电功率越大。

功率的数量符号是 P ，是电压乘以电流的乘积测量单位为瓦特（ W ）。前缀用于表示瓦特的各种倍数或子倍数，例如：毫瓦（ mW = 10 -3 W ）或千瓦（ kW = 10 3 W ）。

然后使用欧姆定律代替 V ， I 和 R 可以找到电力公式：

查找功率（P）

[P = VxI] P（瓦特）= V（伏特）xI（安培）

另外：

[ P = V 2 ÷R] P（瓦特）= V 2 （伏特）÷R（Ω）

另外：

[P = I 2 xR] P（瓦特）= I 2 （安培）xR（Ω）

同样，这三个量已经叠加成三角形，这次称为功率三角，顶部有电源，底部有电流和电压。同样，这种安排代表欧姆法律权力公式中每个数量的实际位置。

权力三角

再次，将上面的基本欧姆定律方程转换为幂，给出了相同方程的以下组合，以找到各种单独的数量：

因此我们可以看到，有三种可能的公式来计算电路中的电功率。如果计算的功率为正，对于任何公式的值（+ P），该组件吸收功率，即它消耗或使用功率。但是，如果计算出的功率为负值，则（-P）的值会产生或产生功率，换句话说，它是电源，如电池和发电机。

电功率等级

电子元件的额定功率单位为瓦特，表示元件将电能转换为其他形式的能量（如热，光或运动）的最大速率。例如，1 / 4W电阻器，100W灯泡等。

电气设备将一种形式的电源转换为另一种形式。因此，例如，电动机将电能转换成机械力，而发电机将机械力转换成电能。灯泡将电能转换为光能和热能。

此外，我们现在知道电源单位是 WATT ，但是某些电气设备如电动机有一个旧功率“马力”或马力的额定功率。马力和瓦特之间的关系如下： 1hp = 746W 。例如，一台2马力的电机额定值为1492W，（2 x 746）或1.5kW。

欧姆法则饼图

帮助我们了解它们之间的关系进一步的各种值，我们可以从上面采取所有欧姆定律方程，找到电压，电流，电阻，当然 Power 并将它们压缩成一个简单的欧姆法则饼图，用于交流和直流电路以及如图所示的计算。

欧姆法则饼图

除了使用上面显示的 Ohm's Law Pie Chart 之外，我们还可以将将单个欧姆定律方程组成一个简单的矩阵表，如图所示，便于在计算未知值时参考。

欧姆法矩阵表

欧姆定律No1

对于下面所示的电路，找到电压（V），电流（I），电阻（R）和功率（P）

<跨度>电压[V =九R] =2x12Ω= 24V

<跨度>电流[I = V÷R] = 24÷12Ω= 2A

<跨度>电阻[ R = V÷I] = 24÷2 =12Ω

功率[P = VxI] = 24x2 = 48W

电路内的电源仅在BOTH 存在电压和电流。例如，在开路状态下，存在电压但没有电流 I = 0 （零），因此 V * 0 0 因此电路内消耗的功率也必须 0 。同样，如果我们有短路情况，则存在电流但没有电压 V = 0 ，因此 0 * I = 0 所以再次消耗功率电路 0 。

由于电功率是 V * I 的乘积，无论电路是否包含，电路中消耗的功率都是相同的高电压和低电流或低电压和高电流。通常，电力以加热（加热器），机械功（如电机），能量的形式以辐射的形式消散（灯具）或作为储存能源（电池）。

电路中的电能

电能是工作能力，工作单位或能源是焦耳（ J ）。电能是功率乘以其消耗时间的乘积。因此，如果我们知道以瓦特为单位消耗的功率以及使用它的时间（以秒为单位），我们可以找到以瓦特秒为单位的总能量。换句话说，Energy = powerxtime和Power = voltagexcurrent。因此，电能与能量有关，给予电能的单位是瓦特秒或焦耳。

电力也可以定义为能量转移的速率。如果一个焦耳的工作被吸收或以一秒的恒定速率传送，那么相应的功率将相当于一瓦特，因此功率可以定义为“1焦耳/秒= 1瓦特”。然后我们可以说一瓦特等于每秒一焦耳，电功率可以定义为工作或能量转移的速率。

电能和能量三角

或找到各种单独的数量：

我们之前说过，电能定义为每秒瓦特或焦耳。虽然电能以焦耳来衡量，但当用于计算元件消耗的能量时，它可能会变得非常大。

例如，如果一个100瓦的灯泡在24小时内“开启”，消耗的能量将为8,640,000焦耳（100W x 86,400秒），因此前缀如千焦耳（ kJ = 10 3 J ）或megajoules（ MJ = 10 6 J ）相反，在这个简单的例子中，消耗的能量将是8.64MJ（兆焦耳）。

但是处理焦耳，千焦耳或兆焦耳以表达电能，所涉及的数学可能最终会产生一些大的影响。数字和许多零，所以用千瓦时表示消耗的电能要容易得多。

如果消耗（或产生）的电能用瓦特或千瓦（千瓦）来衡量，时间以小时而不是秒来衡量，那么电能的单位将是千瓦时（kWhr）。那么我们上面的100瓦灯泡将消耗2,400瓦特小时或2.4千瓦时，这更容易理解8,640,000焦耳。

1千瓦时是一台额定功率为1000瓦的设备使用的电量小时，通常被称为“电力单位”。这是公用事业仪表所测量的，也是消费者在收到账单时从我们的电力供应商那里购买的东西。

千瓦时是我们家中电表使用的标准能源单位计算我们使用的电能量，以及我们支付的金额。因此，如果您使用额定功率为1000瓦的加热元件打开电火并将其打开1小时，您将消耗1千瓦时的电力。如果你打开两个电火炉，每个电火炉都有1000瓦元件半小时，那么总消耗量将与电量完全相同 - 1kWhr。

因此，消耗1000瓦特一小时就会消耗相同的电量。半小时（一半的时间）功率为2000瓦（两倍）。然后，对于一个100瓦的灯泡使用1千瓦时或一个单位的电能，它需要开启总共10小时（10 x 100 = 1000 = 1kWhr）。

现在我们知道电路中电压，电流和电阻之间的关系，在下一个与直流电路相关的教程中，我们将看一下电气和电子工程中使用的标准电气单元，以便我们计算这些值，并查看每个值可以用标准单位的倍数或子数表示。