核心答案:欧姆定律 U = I × R:电压(伏)= 电流(安)× 电阻(欧姆)。知二求一:I = U÷R,R = U÷I。12V 电源接 6Ω 电阻,电流 = 12÷6 = 2A,功率 = 12×2 = 24W。
欧姆定律公式
U = I × R
- U:电压,单位伏特(V)
- I:电流,单位安培(A)
- R:电阻,单位欧姆(Ω)
物理图像:电压是「水压」,电流是「水流」,电阻是「水管粗细」。水压越大水流越急;管越细阻力越大水流越小。
三个变体互算
| 求 | 公式 | 实例 |
|---|---|---|
| 电压 U | I × R | 2A × 6Ω = 12V |
| 电流 I | U ÷ R | 12V ÷ 6Ω = 2A |
| 电阻 R | U ÷ I | 12V ÷ 2A = 6Ω |
记忆三角:画三角形,U 在上,I、R 在下——遮住要求的量,剩下的就是公式。
功率公式家族
P = U × I 是总公式,结合欧姆定律衍生三个:
| 公式 | 适用场景 |
|---|---|
| P = UI | 知电压电流 |
| P = I²R | 知电流电阻(导线发热) |
| P = U²÷R | 知电压电阻(市电电器) |
实例:220V 接 48.4Ω 电热丝:P = 220²÷48.4 = 1000W。
实用电路实例
例 1(LED 限流电阻):红色 LED 压降 2V、额定 20mA,接 5V 电源:
- 电阻需分压 5−2 = 3V
- R = 3÷0.02 = 150Ω,选 150-220Ω
例 2(导线发热):2A 电流通过 0.5Ω 劣质导线:P = I²R = 4×0.5 = 2W 发热——插线板老化发热的原理。
例 3(人体电阻):干燥皮肤约 1-10 万 Ω,36V 以下电流 <0.5mA 安全;220V 则 I = 220÷10000 = 22mA,足以致命。
单位换算
| 单位 | 换算 | 场景 |
|---|---|---|
| 1 kΩ | 1000 Ω | 电阻标称 |
| 1 MΩ | 100 万 Ω | 绝缘电阻 |
| 1 mA | 0.001 A | LED、传感器 |
| 1 μA | 10⁻⁶ A | 漏电流 |
| 1 kWh | 1 度电 | 电费计量 |
电阻色环:棕黑红金 = 1-0-×100-±5% = 1000Ω±5%。
常见误区
- 「电压高就危险」:静电几万伏但能量极小不致命;危险的是通过人体的电流(>10mA 肌肉痉挛、>50mA 致命)
- 恒压下电阻大发热多:错。P = U²÷R,恒压下电阻越小功率越大——粗短的电炉丝才热
- 忽略 I²R 线损:输电用高压不是因为「电压高跑得快」,而是同功率下电流小、线损(I²R)指数下降
- 欧姆定律万能:只适用线性元件(电阻);二极管、电机等非线性元件不能直接套