欧姆定律与电阻元件的知识图解

有关欧姆定律与电阻元件的知识，欧姆定律可以反映电阻元件上电压、电流约束的关系，电阻元件的定义、电阻单位与电阻的分类及电阻定律等知识。

一、欧姆定律

反映电阻 元件上电压、电流约束。

1、描述：对于线形电阻元件，在任何时刻它两端的电压与电流成正比例关系，即

    或

电阻一定时，电压愈高电流愈大；电压一定，电阻愈大电流就愈小。

2、功率的计算公式：根据欧姆定律可以推导出功率与电阻的关系式为：

 

3、表达：在电路分析时，如果电流与电压的参考方向不一致，既为非

关联参考方向，如图 (b)和(c)欧姆定律的表达式为：

或     

例： 图中的电阻为 6 ω，电流为 2a ，求电阻两端的电压 u 。

 

解： 图(a)关联 u ＝ i r ＝ 2a × 6 ω＝ 12v

图(b)非关联 u ＝－ i r ＝－ 2a × 6 ω＝－ 12v ，

图(c)非关联 u ＝－ i r ＝－ 2a × 6 ω＝－ 12v

计算结果图(a)电压是正值，说明图(a)中的电压实际方向与所标的参考方向一致；图(b)、(c)电压为负值，说明图(b)、(c)中的电压实际方向与所标的参考方向相反。

二、电阻元件

(1)定义：阻碍导体中自由电子运动的物理量，表征消耗电能转换成其它形式能量的物理特征。

(2)电阻单位：欧姆(w)， 1m ω＝ 10 3 k w =10 6 ω。

(3)电阻的分类：根据其特性曲线分为线形电阻和非线形电阻。

①线性电阻的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线。 r = 常数；  

②非线性电阻的伏安特性曲线是一条曲线。

 

 

(4)电阻定律：对于均匀截面的金属导体，它的电阻与导体的长度成正比，与截面积成反比，还与材料的导电能力有关。

或 其中 为电阻率， 为电导率。

(5)电导：表示元件的导电能力，是电阻的倒数，用 g 表示，单位为西门子(s)。

(6)电阻与温度的关系：

① ptc 电阻材料：正温度系数较大，具有非常明显的冷导体特性，可用来制作小功率恒温发热器。

② ntc 电阻材料：负温度系数较大，具有非常明显的热导体特性，可用来制作热敏电阻。

3. 功率：

p ＝ ui ＝ ri 2 =u 2 /r ＞０ ∴ r 是耗能元件

三、电阻的串联

图 电阻的串联

1、各元件流过同一电流

2、外加电压等于各个电阻上的电压降之和。

分压公式：

3、等效电阻：

4、功率：各个电阻上消耗的功率之和等于等效电阻吸收的功率。

四、电阻的并联

图 电阻的并联

1、各支路电压相同

2、未分支部分的电流等于各支路电流之和。

，又由于 ，　，所以　 ，等效电阻： ， ，分流公式：

3、功率：电源供给的功率等于各电阻上消耗的功率之和。

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