欧姆定律是电子学的基本定理之一,快速计算电路的电流、电压或电阻非常方便。欧姆定律定义了电路的电流、电压和电阻之间的数学关系。
这个定律是以19世纪德国物理学家和数学家乔治·欧姆的名字命名的。欧姆在那个没有办法轻易测量电流、电压或电阻的时代就发现了这种关系。
尽管刚出版时受到冷遇,但现在人们已经意识到了它的重要,成为了对电路感兴趣的人的必读之书。
如果你正在做有关电路的树莓派项目,这个教程正是为你准备的。
什么是欧姆定律?
欧姆定律指出,通过两点间导体的电流与两点间的电压成正比,与两点间的电阻成反比。
简单地说,如果电路中的电流增加一倍,那么电压也会增加一倍。同样,如果电路中的电阻增加一倍,那么电流也会下降一半。
虽然这听起来有点复杂,但这个理论背后的实际数学却非常简单,很容易掌握和记忆。
欧姆定律公式
欧姆定律公式非常简单易懂,可以用如下数学公式表示。
这个公式说,电压(V)等于电流(I)乘以电阻(R)。
在所有的欧姆定律公式中,都使用了以下变量。
- V = 电压,以伏特表示。
- I = 电流,以安培表示。
- R = 电阻,用欧姆表示。
虽然该公式可以用来计算电压,但也可以对其进行变换,这样就可以计算电路中的电流或电阻。
重新调整一下公式,这样就可以计算出电路的电流(I)。
还可以这样变换,计算出电路的电阻(R)。
欧姆定律三角区
三种不同的欧姆定律公式最简单的记忆方法之一就是三角形。
三角形中间的横线代表除法,也就是说只要公式中涉及到电压(V),其他字母都要被它除掉。
例如,如果要计算电流(I),需要用电压(V)除以电阻(R)。
将三角形中的 “I “圈出,可以看到公式仍然在三角形中,V在R上。
也可以用这个三角形来计算出电路的电阻(R)的计算公式。
将电阻(R)圈出来,可以看到要用的公式是电压(V)除以电流(I)
三角形中的垂直线代表乘法。这条线只有在计算电压(V)时才会出现。
再次使用欧姆定律三角形,可以很快看到需要使用的公式,圈出 “V”,因为这是要计算的数值。
由此,不难看出,要想计算出电压(V),只需将电流(I)乘以电阻(R)即可。
欧姆定律的应用实例
接下来,通过三个不同的电路实例来为大家讲解。这些例子将涉及3种欧姆定律公式的每一种变化的使用。
电压示例
在这第一个例子中,要从基欧姆定律公式开始计算电路的电压。
要计算电压,需要知道电路的电阻(R)和电流(I)。
在这个例子电路中,可以看到有一个200欧姆的电阻(R)和5安培的电流(I)。
为了计算电压,需要将两个值插入欧姆定律公式中。
填好公式后,可以看到只需要将200乘以5就可以计算出电压。
电阻和电流相乘,可以看到,例子中电路的电压等于1000伏。
当前实例
在第二个例子中,利用变换的欧姆定律公式来计算下面电路的电流。
从这个电路中,我们知道,电阻(R)是50欧姆,电压(V)是24伏。
需要将这些值放入欧姆定律公式中,变换该公式来计算电流(I)。
将电阻和电压值输入公式后,可以看到,需要用24除以50来计算电流。
利用欧姆定律,计算出电路的电流为0.48安培。
电阻示例
第三个也是最后一个例子中,利用欧姆定律公式的第三个版本。在这个例子中,利用该公式来计算电路的电阻。
要计算电路的电阻,需要知道电路的电压(V)和电流(I)。
从这个例子电路可以看出,电路的电流是10安培,电压是20伏。
需要将这两个值插入到欧姆定律电阻公式中。
由此,可以用20的电压除以10安培,计算所需要的电阻。
这个例子电路的电阻应该是2欧姆。
希望到这里,你已经对欧姆定律有了了解,并知道如何利用它,欧姆定律三角形可以辅助记忆公式。
你会发现这些公式在利用电路的项目中非常方便,比如所有的Arduino项目。
如果你有任何问题和反馈,欢迎在下面留言。
欢迎转载,请留下出处链接:Labno3 » 新的视角了解欧姆定律,电路的基本定理