欧姆定律

你搭建的每一个电路——从简单的手电筒到手机充电器——都建立在同样三个物理量之上：电池推动电荷的力度有多大(电压)、由此产生的电荷流动有多少(电流)，以及路径上的元件对这股流动的阻碍有多强(电阻)。对于其中的欧姆部分，欧姆定律，V = IR，用一个简单到只需算术就能预测电路行为的比例关系把这三者联系在一起，并且是后续每一种更高级的电路分析技术的基础，从串联、并联网络，一直到实际电子设备中使用的交流电路。

V = IR 的含义

欧姆定律指出，电阻两端的电压等于流过它的电流乘以电阻值。如果电阻保持不变，提高电压会按比例增大电流。

串联电路

在串联电路中，因为只有一条通路，相同的电流会流过每个电阻。电源电压会分配到各个元件上，因此各部分电压降之和等于总电压。

在电路中，电压是推动电荷运动的电力，电流则是它所产生的电荷流动。欧姆定律指出，通过电阻器的电流与其两端的电压成正比——而电阻则表示该电阻器对这种电流的阻碍程度有多强。

公式

V = I · R

  • V — 电压 (V): 元件两端的电力
  • I — 电流 (A): 通过元件的电荷流动
  • R — 电阻 (Ω): 元件对电流的阻碍程度

解题示例

一个9 V的电池连接到一个3 Ω的电阻器上。通过的电流是多少？

  • V = 9 V
  • R = 3 Ω
  1. I = V / R
  2. I = 9 V / 3 Ω

I = 3 A

自我检测

同一个9 V的电池连接到一个更大的9 Ω电阻器上。现在通过的电流是多少？
  • 3 A
  • 正确答案: 1 A
  • 81 A

正确！I = V / R = 9 V ÷ 9 Ω = 1 A——电阻变为三倍，电流就变为原来的三分之一。

在哪里能看到

手电筒的电池逐渐耗尽时，光线也会随之稳定变暗——电压降低意味着推动力变小，驱动灯泡的电流随之减小，光也就更暗。客厅电灯上的调光旋钮则是把同一条定律装进了旋钮里：转动它会增大电路中的电阻，电流——以及灯光——也随之下降。

常见误区

最顽固的错误是把 V、I 和 R 当成三个互相独立的设定——事实并非如此：电池决定电压，元件决定电阻，而电流是结果，I = V / R。在同一个 9 V 电池上，把 3 Ω 的电阻器换成 9 Ω，电流就会从 3 A 恰好降到 1 A——电阻变为三倍，电流就变为三分之一。第二个错误是想象电流沿回路流动的过程中会越来越弱；电流是由整个电路决定的唯一数值。

关联知识

这正是整个电路模块通用的“词汇”——电压是推动，电流是流动，电阻是阻碍——后面的每一条规则都可以归结为它。接下来的基尔霍夫定律把这个单电阻关系推广应用到节点和回路上，使带支路的电路可以被真正求解，而不再只是欣赏而已。

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