欧姆定律是用于计算电路中电压、电流和电阻之间关系的公式。
对于电子学专业的学生来说,欧姆定律 (E = IR) 与爱因斯坦的相对论方程 (E = mc²) 对物理学家的重要性一样重要。
E = I x R
拼写时,它表示电压 = 电流 x 电阻,或伏特 = 安培 x 欧姆,或V = A x Ω。
欧姆定律以德国物理学家乔治·欧姆 (1789-1854) 的名字命名,它解决了电路中工作的关键量:
数量 | 欧姆定律符号 | 计量单位(缩写) | 在电路中的作用 | 如果您想知道: |
---|---|---|---|---|
电压 | E | 伏特 (V) | 触发电子流的压力 | E = 电动势(老派术语) |
当前的 | I | 安培,安培 (A) | 电子流率 | I = 强度 |
反抗 | R | 欧姆 (Ω) | 流动抑制剂 | Ω = 希腊字母欧米茄 |
如果知道其中两个值,技术人员可以重新配置欧姆定律来计算第三个。只需修改金字塔如下:
如果您知道电压 (E) 和电流 (I) 并想知道电阻 (R),请将金字塔中的 R 取出并计算剩余的方程式(请参见上面的第一个或最左边的金字塔)。
注意:电阻不能在工作电路中测量,因此欧姆定律在需要计算时特别有用。技术人员无需关闭电路来测量电阻,而是可以使用欧姆定律的上述变体来确定 R。
现在,如果您知道电压 (E) 和电阻 (R) 并想知道电流(I),请对 I 进行 X 运算并计算剩余的两个符号(请参见上方中间的金字塔)。
如果您知道电流 (I) 和电阻 (R) 并想知道电压(E),请乘以金字塔的下半部分(请参见上面的第三个或最右边的金字塔)。
尝试基于一个简单的串联电路进行一些示例计算,其中仅包括一个电压源(电池)和电阻(光)。每个示例中有两个值是已知的。使用欧姆定律计算第三个。
示例 1:电压 (E) 和电阻 (R) 已知。
电路中的电流是多少?
I = E/R = 12V/6Ω = 2A
示例 2:电压 (E) 和电流 (I) 已知。
灯产生的电阻是多少?
R = E/I = 24V/6A = 4Ω
示例 3:电流 (I) 和电阻 (R) 已知。电压是多少?
电路中的电压是多少?
E = I x R = (5A)(8Ω) = 40 V
当欧姆在 1827 年发表他的公式时,他的主要发现是流过导体的电流量与施加在导体上的电压成正比。换句话说,需要一伏特的压力来推动一安培的电流通过一欧姆的电阻。
使用欧姆定律验证什么
欧姆定律可用于验证电路元件、电流水平、电压供应和电压降的静态值。例如,如果测试仪器检测到高于正常的电流测量值,则可能意味着电阻降低或电压升高,从而导致高压情况。这可能表明存在电源或电路问题。
在直流 (dc) 电路中,低于正常电流测量值可能意味着电压降低或电路电阻增加。电阻增加的可能原因是连接不良或松动、腐蚀和/或损坏的组件。
电路中的负载消耗电流。负载可以是任何类型的组件:小型电子设备、计算机、家用电器或大型电机。这些组件(负载)中的大多数都附有铭牌或信息标签。这些铭牌提供安全认证和多个参考编号。
技术人员参考组件上的铭牌来了解标准电压和电流值。在测试期间,如果技术人员发现他们的数字万用表或钳形表上没有显示常规值,他们可以使用欧姆定律来检测电路的哪个部分出现问题,并据此确定问题可能出在哪里。
电路基础科学
与所有物质一样,电路是由原子构成的。原子由亚原子粒子组成:
- 质子(带正电荷)
- 中子(免费)
- 电子(带负电)
原子通过原子核和其外壳中的电子之间的吸引力保持结合在一起。当受到电压的影响时,电路中的原子开始重组,它们的组件会产生一种称为电势差的吸引力。相互吸引的松散电子向质子移动,产生电子流(电流)。电路中任何限制这种流动的材料都被认为是阻力。
参考:美国技术出版社 Glen A. Mazur 的《数字万用表原理》。
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文章名称:《什么是欧姆定律?记住它施工的时候会用到。》
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