在百度上搜了中学的欧姆定律,得到如下解释:
初中欧姆定律:I=U/R,电路中的电流与某段导体及其两段电压的比值成正比(取国际单位,即相等);
高中闭合电路欧姆定律:I=E/(R+r),闭合电路中的电流与电源电动势及其闭合电路总电阻(外电阻+内电阻)的比值成正比,必须强调电路闭合。
我们就以此定义为出发点,开始我们解读电阻和欧姆定律的科普之旅。
===============================
我们先来构建一个简单电路,如下:
现在,我们来看看测量值的表现如何,如下:
我们分别测量了三种不同元件,得到三条曲线,分别是曲线1、曲线2和曲线3。这三条曲线有何区别?
对于曲线1,我们看到电压为1V时,电流为1A;电压为8V时,电流为8A。曲线为一条直线。
对于曲线2,当电压为8V时,电流仅为3A,而且曲线是凹的;对于曲线3,当电压为3V时,电流就达到了8A,而且曲线为凸的。
我们再看图2:我们选择曲线中的两个点,分别是:I=5.6,U=4和I=7,U=6这两点。
我们定义,电压的偏差是,电流的偏差是
。
我们将第2点的电压和电流值减去第1点的电压和电流值,得到:
我们定义,与
的比值为动态电阻
,单位是欧姆(
)。
在上例中。
我们看图1中的曲线1,在任何一点,它的动态电阻均取定值,即:。
我们把这种动态电阻恒定不变,也即动态电阻保持为常数的元件叫做电阻,用符号R来表示。电阻的阻值等于加载在电阻元件上的电压U除以流过电阻元件的电流I,也即:。
又因为电阻的阻值不变,也即它的伏安特性曲线是一条经过原点的直线,所以我们又把它叫做线性电阻。
对于曲线2和曲线3来说,它们的伏安特性曲线不是直线,因此它们的动态电阻不等于常数,因此它们是非线性电阻。当然,这种元件的名称肯定不叫做电阻。
总结一下:
电阻是一种元件,它的动态电阻恒等于常数。电阻的阻值就等于加载在电阻两端的电压值除以当前流过电阻的电流值。
当电阻两端的电压等于零时,流过电阻的电流亦等于零。
======================
说明一下:
在学习电气知识时,最好不要用水来描述电现象,因为两者仅仅只是形似而非神似。要学会就事论事的讨论方法,不要借助于任何类型的比喻。须知,只有外行才会通过打比喻来说明问题。
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