分类:物理定律

欧姆定律是电学中最基本的定律之一，由德国物理学家乔治·西蒙·欧姆（Georg Simon Ohm）于1827年提出。

欧姆定律的核心公式是：

${\displaystyle U=I\cdot R}$

由此可以推导出另外两个常用的变形公式：

1. 计算电流： ${\displaystyle I=\frac{U}{R}}$
2. 计算电阻： ${\displaystyle R=\frac{U}{I}}$

在纯电阻电路中，结合电功率的基本公式 ${\displaystyle P=U\cdot I}$，利用欧姆定律进行代换，还可以推导出以下常用的衍生公式：

计算电功率 (${\displaystyle P}$)：

• ${\displaystyle P=I^2\cdot R}$ （已知电流和电阻时常用）
• ${\displaystyle P=\frac{U^2}{R}}$ （已知电压和电阻时常用）

结合功率反推电压 (${\displaystyle U}$) 和电流 (${\displaystyle I}$)：

• ${\displaystyle U=\frac{P}{I}}$ （由 ${\displaystyle P=UI}$ 变形得出）
• ${\displaystyle I=\frac{P}{U}}$ （由 ${\displaystyle P=UI}$ 变形得出）

从电路范围的角度，欧姆定律一般可分为两类：

部分电路欧姆定律

描述的是在不含电源的一段电路中，电流与这段导体两端的电压及电阻的关系。

• 公式： ${\displaystyle I=\frac{U}{R}}$
• 适用范围： 适用于金属导电和电解质溶液导电等线性元件。

全电路欧姆定律

描述的是包含电源的闭合电路中，电流与电源电动势、内阻及外电路电阻的关系。

• 公式： ${\displaystyle I=\frac{E}{R+r}}$
• 说明： 其中 ${\displaystyle E}$ 为电源电动势，${\displaystyle r}$ 为电源内阻，${\displaystyle R}$ 为外电路电阻。

• 电阻的本质： 虽然电阻的计算式为 ${\displaystyle R=\frac{U}{I}}$，但电阻是导体本身的一种性质。它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积和温度，与导体两端的电压 ${\displaystyle U}$ 和通过的电流 ${\displaystyle I}$ 无关。
• 适用范围： 欧姆定律严格适用于纯电阻电路（即电能全部转化为热能的电路，如白炽灯、电炉等）。对于包含电动机、电容、电感等非纯电阻电路，或气态导体、半导体元件等非线性元件，欧姆定律不适用。
• 单位统一： 在代入公式计算时，务必确保物理量单位统一：电压用伏特 (V)，电流用安培 (A)，电阻用欧姆 (Ω)，功率用瓦特 (W)，电动势用伏特 (V)。