欧姆定律与电阻元件的知识图解

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白清蓝|责任编辑|2024-03-13 10:20:25
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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

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:

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。

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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