电流(I)、电压(U)和电阻(R)之间的关系由欧姆定律(Ohm's Law)描述,其数学表达式为:
[ U = I × R ]
或等价地:
[ I = U / R ]
[ R = U / I ]
其中:
U 表示电压,单位是伏特(V)
I 表示电流,单位是安培(A)
R 表示电阻,单位是欧姆(Ω)
欧姆定律表明:
电压一定时,电流与电阻成反比:
当电压 U 保持不变时,电阻 R 越大,电流 I 越小;反之,电阻 R 越小,电流 I 越大。
电阻一定时,电流与电压成正比:
当电阻 R 保持不变时,电压 U 越大,电流 I 越大;反之,电压 U 越小,电流 I 越小。
应用注意事项
电阻 R 是一个与电压和电流无关的物理量,它由材料、几何形状、温度、压力、光照等环境参数决定。
在应用欧姆定律时,必须注意电压、电流和电阻必须在同一条件下考察,例如,电压是指导体两端之间的电压差,电阻是指这段导体上的电阻。
电压、电流和电阻的关系必须在同一时刻考察,特别是在交流电路中,这一点尤为重要,否则可能导致错误的结论。
实际应用
例如,在家庭电路中,当供电电压升高时,通过灯泡的电流会增大,灯泡会变得更亮;反之,如果灯泡的电阻增大而电压保持不变,通过灯泡的电流会减小,灯泡会变暗。
欧姆定律是电学中的基本定律,广泛应用于各种电路分析和计算中。