二、欧姆定律
把上一节的实验结果综合起来,我们可以得出下面的结论:
导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比. 这个结论是德国物理家欧姆在 19 世纪初期经过大量实验得出的,叫做
欧姆定律.
如果用 U 表示导体两端的电压,R 表示这段导体的电阻,I 表示这段导体中的电流,并且 U 的单位用伏,R 的单位用欧,I 的单位用安,那么,欧姆定律可以写成如下公式:
I = U .
R
欧姆定律告诉我们,电路中的电流是怎样决定于电压和电阻的,它是关于电路的一条重要定律,在解决各种电路的实际问题中有广泛的应用.对于一段电路,只要知道电流、电压、电阻这三个物理量中的两个,就可以利用欧姆定律计算出第三个量.
[例题 1]一盏白炽电灯,电阻为 807 欧,接在 220 伏的电源上.求通过这盏电灯的电流.
解电学题,为了便于分析问题,最好先根据题意画出电路图,在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号(图 8—2).这对初学者特别重要.
■图 8—2
■图 8—3
■图 8—4
解:根据欧姆定律,
I = U = 220伏≈0.27安.
R 807欧
[例题 2]有一种指示灯,电阻为 6.3 欧,通过的电流为 0.45 安时才能正常发光.要使这种指示灯正常发光,应加多大的电压?
这道题需把公式I = U变形,得到U = IR,然后进行计算.
R
解:由I = U得到,
R
U = IR = 0.45安×6.3欧≈2.8伏.
[例题 3]用电压表测出一段导体两端的电压是 7.2 伏,用电流表测出通过这段导体的电流为 0.4 安,求这段导体的电阻.
这道题也需要把公式I = U变形,得到R = U 后再进行计算.
R I
解:由I = U得到,
R
R = U = 7.2伏 = 18欧.
I 0.4安
从例题 3 可以看出,如果分别用电压表和电流表测出电路中某一导体两端的电压和通过它的电流,就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻.这
种用电压表和电流表测定电阻的方法叫做伏安法.
想想议议 为了保护电流表和电压表,通过它们的电流不可过大,电流过大会有烧毁的危险.电流表的特点是电阻很小,学过欧姆定律后,你能懂得在实验中绝不允许直接把电流表接到电源的两极上的道理吗?大家讨论一下,把道理弄懂.
电压表的特点是电阻很大,把电压表接到电源的两极上没有烧毁的危险,这又是为什么?
■图 8—3
图 8—4
练 习
- 工厂中车床照明灯采用 36 伏的安全电压.某车床照明灯工作时灯
丝电阻是 32 欧,求通过灯丝的电流.
- 一段导体两端电压是 2 伏时,导体中的电流是 0.5 安.如果电压增
大到 3 伏,导体中的电流变为多大?
- 电压保持不变,当接电阻为 242 欧的灯泡时,电路中的电流为 0.91
安.如改接电阻为 165 欧的电烙铁,电路中的电流变为多大? 4.一个电灯泡,在室温下用伏安法测一次电阻,在正常工作时再用伏
安法测一次电阻.后一次测得的阻值将比前一次测得的阻值大 10 倍以上.想想看,为什么两次测量结果会有这样大的差异?