1.1.6 欧姆定律
欧姆定律是电子技术中的一个最基本的定律,反映了电路中电阻、电流和电压之间的关系。
欧姆定律:在电路中,流过电阻的电流I与电阻两端的电压U成正比,与电阻R成反比,即
I=U/R
也可以表示为U=IR和R=U/I。
为了更好地理解欧姆定律,下面以图1-11为例来说明。
图1-11 欧姆定律的几种形式
在图1-11(a)中,已知电阻R=10Ω,电阻两端的电压UAB=5V,那么流过电阻的电流I=UAB/R=(5/10)A=0.5A。
在图1-11(b)中,已知电阻R=5Ω,流过电阻的电流I=2A,那么电阻两端的电压UAB=I·R=2×5V=10V。
在图1-11(c)中,已知流过电阻的电流I=2A,电阻两端的电压UAB=12V,那么电阻R=U/I=(12/2)Ω=6Ω。
下面以如图1-12所示的电路来说明欧姆定律的应用。
图1-12 欧姆定律的应用说明图
在图1-12中,电源的电动势E=12V,与A、D之间的电压UAD相等,三个电阻R1、R2、R3串联起来,可以相当于一个电阻R,R=R1+R2+R3=(2+7+3)Ω=12Ω。知道了电阻的大小和电阻两端的电压,就可以求出流过电阻的电流I:
I=U/R=UAD/(R1+R2+R3)=(12/12)A=1A
求出了流过R1、R2、R3的电流I,并且它们的电阻大小已知,就可以求R1、R2、R3两端的电压UR1(UR1实际上就是A、B两点之间的电压UAB)、UR2(实际上就是UBC)和UR3(实际上就是UCD):
UR1=UAB=I·R1=(1×2)V=2V
UR2=UBC=I·R2=(1×7)V=7V
UR3=UCD=I·R3=(1×3)V=3V
从上面可以看出:UR1+UR2+UR3=UAB+UBC+UCD=UAD=12V
在图1-12中,如何求B点电压呢?首先要明白,求某点电压指的就是该点与地之间的电压,所以B点电压UB实际上就是电压UBD,求UB有两种方法:
方法一:UB=UBD=UBC+UCD=UR2+UR3=(7+3)V=10V
方法二:UB=UBD=UAD-UAB=UAD-UR1=(12-2)V=10V