1.2　歐姆定律

1.2.1　歐姆定律的概念

在電路中，流過電阻器的電流與電阻器兩端的電壓成正比，這就是歐姆定律的基本概念，它是電路中最基本的定律之一。

歐姆定律有兩種形式，即部分電路中的歐姆定律和全電路中的歐姆定律。

（1）部分電路的歐姆定律

如圖1-6所示，當在電阻器兩端加上電壓時，電阻器中就有電流通過。通過實驗可知：流過電阻器的電流I與電阻器兩端的電壓U成正比，與電阻值R成反比。這一結論稱為部分電路的歐姆定律。用公式表示為

根據在電路上所選電壓和電流正方向的不同，歐姆定律的表達式中可帶有正號或負號，如圖1-8所示。當電壓和電流的正方向一致時，則

U = IR

當兩者的正方向相反時，則

U = -IR

表達式中的正負號是根據電壓和電流正方向得出的。對于圖1-8（a）來說，假定上端為“+”（高電位端），下端為“-”（低電位端），而電流I的方向則由高電位端流向低電位端，這時電壓U和電流I均為正值；而對于圖1-8（b）來說，電流由低電位端流向高電位端，因而I為負值。

如果以電壓為縱坐標，電流為橫坐標，可以畫出電阻器的U-I關系曲線，稱為電阻元件的伏安特性曲線，如圖1-9所示。由圖可見，電阻器的伏安特性曲線是一條直線，所以電阻元件是線性元件。

（2）全電路的歐姆定律

含有電源的閉合電路稱為全電路。如圖1-10所示，在全電路中，電流與電源的電動勢成正比，與電路中的內電阻（電源的電阻）和外電阻之和成反比，這個規律稱為全電路的歐姆定律。

電路閉合時，電源端電壓應為U = E-Ir。該式表明了電壓隨負載電流變化的關系，這種關系稱為電源的外特性，用曲線表示電源的外特性稱為電源的外特性曲線，如圖1-11所示。從外特性曲線中可以看出，電源的端電壓隨著電流的變化而變化，當電路接小電阻器時，電流增大，端電壓就下降；否則，端電壓就上升。

1.2.2　歐姆定律的應用

根據歐姆定律可計算出電路中的各種物理量。利用歐姆定律，可對電路測量結果進行分析和判別。

（1）電路中各個物理量的計算

在電路中已知電阻R、電流I和電壓U三個值中的任意兩個值，即可求出第三個值，如圖1-12所示。

（2）判斷電路中電阻器的好壞

如圖1-13所示，已知該電路中R₁和R₂是同型號的電阻器，但電阻的標稱值等已經看不清。當該電路出現故障時，可利用歐姆定律分別檢測電阻器R₁和R₂兩端的電壓來判別電阻器是否出現故障。