1.2.1 部分电路欧姆定律
部分电路欧姆定律内容是:在电路中,流过导体的电流I的大小与导体两端的电压U成正比,与导体的电阻R成反比,即
I =
也可以表示为U = IR或R = 。
为了让大家更好地理解欧姆定律,下面以图1-12为例来说明。
图1-12 欧姆定律的几种形式
如图1-12(a)所示,已知电阻R = 10Ω,电阻两端电压UAB = 5V,那么流过电阻的电流I = = A = 0.5A。
又如图1-12(b)所示,已知电阻R = 5Ω,流过电阻的电流I = 2A,那么电阻两端的电压UAB = IR = (2×5)V = 10V。
在图1-12(c)所示电路中,流过电阻的电流I = 2A,电阻两端的电压UAB = 12V,那么电阻的大小R = = Ω = 6Ω。
下面再来说明欧姆定律在实际电路中的应用,如图1-13所示。
图1-13 部分电路欧姆定律在实际电路中的应用
在图1-13所示电路中,电源的电动势E = 12V,A、D之间的电压UAD与电动势E相等,三个电阻器R1、R2、R3串接起来,可以相当于一个电阻器R,R = R1 + R2 + R3 = (2 + 7 + 3)Ω = 12Ω。知道了电阻的大小和电阻器两端的电压,就可以求出流过电阻器的电流I。
I = = = A = 1A
求出了流过R1、R2、R3的电流I,并且它们的电阻大小已知,就可以求R1、R2、R3两端的电压UR1(UR1实际就是A、B两点之间的电压UAB)、UR2(实际就是UBC)和UR3(实际就是UCD),即
UR1 = UAB = IR1 =(1×2)V = 2V
UR2 = UBC = IR2 =(1×7)V = 7V
UR3 = UCD = IR3 =(1×3)V = 3V
从上面可以看出UR1 + UR2 + UR3 = UAB + UBC + UCD = UAD = 12V
在图1-13所示电路中如何求B点电压呢?首先要明白,求某点电压指的就是求该点与地之间的电压,所以B点电压UB实际就是电压UBD。求UB有以下两种方法。
方法一:UB = UBD = UBC + UCD = UR2 + UR3 = (7 + 3)V = 10V
方法二:UB = UBD = UAD−UAB = UAD− UR1 = (12−2)V = 10V