欧姆定律
Ohm's Law V = I · R
- 符号
- V = I · R
- 单位
- V in volts (V) · I in amperes (A) · R in ohms (Ω)
- 所属节
- 电源与功率变换
- 发布
- 2026-08-17
- 作者
欧姆定律指出：在温度与几何尺寸保持不变的条件下，线性电阻中流过的电流与其两端电压成正比、与其阻值成反比。
电阻性元件中电压、电流与电阻之间的线性关系。
支配关系式
V = I · R I = V / R R = V / I
V in volts (V) · I in amperes (A) · R in ohms (Ω)
定律约束的到底是什么
欧姆定律描述的是材料属性，而不是电路拓扑。它说的是：对某一段材料而言，在关注的工作区间内 V/I 的比值是一个常数。室温下的金属可满足到千分之几；半导体、电解液和炽热灯丝则不满足。因此所有实用电阻的数据手册都要给出温度系数和最高工作电压——这两项都会把元件推离线性区。
三种读法对应三类问题
同一个关系式换个形式就回答不同的工程问题。用哪一种，取决于设计中其余部分已经把哪个量固定住了。
- V = I · R —— 已知电流求已知电阻上的压降（用于选型、电平移位）。
- I = V / R —— 已知电源求流过负载的电流（用于发热与保险丝核算）。
- R = V / I —— 由测得的电压电流反推未知电阻（用于传感器前端）。
它在什么地方失效
下表列出常被误当成欧姆元件的器件。它们的瞬时 V/I 比值当然仍可定义，但会随工作点变化，因此无法用单一数值描述。
| 元件 | V–I 行为 | 是否线性 |
|---|---|---|
| 金属膜电阻，25 °C | 在额定区间内比值恒定到 ±0.1 % | 是 |
| 白炽灯丝 | 冷态到白炽态阻值升高约 8–12 倍 | 否 |
| 硅 PN 结 | 约 0.6 V 以上呈指数关系 (per University of Mississippi) | 否 |
| 电解液 | 极化、升温与析气都会改变比值 | 否 |
算例
9 V 电源接 470 Ω 电阻：I = 9 / 470 ≈ 19.1 mA，功耗 I²R ≈ 172 mW，0.25 W 的轴向电阻处在额定的 69 %，能用但会发热。若改用 5 V，电流降到 10.6 mA，功耗仅 53 mW。若在 9 V 下把电阻加倍到 940 Ω，电流再减半到 9.6 mA。可见电流与电源电压严格成线性，这正是它适合用来设定偏置点的原因。
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架外延伸
Sources · 参考出处
- NDT Resource Center https://www.nde-ed.org/Physics/Electricity/ohmslaw.xhtml
- Physics LibreTexts https://phys.libretexts.org/Bookshelves/University_Physics/University_Physics_(OpenStax)/University_Physics_II_-_Thermodynamics_Electricity_and_Magnetism_(OpenStax)
- NIST https://www.nist.gov/pml/owm/si-units-electric-current