欧姆定律计算器

欧姆定律描述了电路中电压、电流和电阻之间的关系。它表明电流与电压成正比，与电阻成反比。

欧姆定律适用于欧姆材料（如大多数金属）在恒温条件下。它不适用于半导体、二极管、晶体管或电阻随电压或温度变化的材料。

电功率（P = V × I）可以与欧姆定律结合得到 P = I²R 或 P = V²/R。这些公式有助于计算元件以热量形式耗散多少能量。

LED不是电阻器——它保持大致固定的正向压降（红色约2V，蓝色/白色约3V），必须限制电流否则会烧毁。串联电阻值由R = (Vsupply − Vled) / I计算得出。以12V电源、2V LED、目标电流20mA（0.02A）为例：R = (12 − 2) / 0.02 = 500Ω。请选用最接近的标准值，通常为470Ω或560Ω。还需检查电阻的功率：其耗散功率为I²R = 0.02² × 470 ≈ 0.19W，因此四分之一瓦的电阻即可，但如果您以更大电流驱动LED或使用更高电压，请升级为0.5W或1W的电阻。

每种导体都有电阻，根据欧姆定律，该电阻会把电流变成损失掉的电压：V = I × R。导线的电阻很小（典型的家用导线每米不到一欧姆的百分之一），但在长距离布线中会累积起来。一条总电阻为0.5 Ω的线路承载10 A电流时会损失5 V电压，因此12 V的电源到达负载时仅剩7 V。布线标准通常允许最多3–5%的电压降。截面过小的电缆会导致灯光变暗、电机无力，并以热量形式浪费能量，这就是电压降计算器和正确的导线规格表成为每次安装必备工具的原因。

串联时，电阻相加：两个10Ω电阻得到20Ω，因此12V电源驱动的电流为I = V/R = 12/20 = 0.6A，电压均匀分配（每个电阻两端6V，因为通过两者的电流相同）。并联时，总电阻低于任一单独电阻：两个10Ω电阻得到R = 10/2 = 5Ω，因此同样的12V驱动12/5 = 2.4A，每个电阻承载1.2A。通用公式为：串联R(总) = R₁ + R₂，并联1/R(总) = 1/R₁ + 1/R₂。串联分担电压，并联分担电流——这正是本计算器串联和并联部分的计算内容。

危险来自电流而非电压，欧姆定律决定了电流：I = V/R，其中R是人体电阻。干燥身体的电阻约为100,000 Ω，因此接触230 V会流过约2.3 mA——许多人感受过的轻微刺痛感。湿皮肤会把电阻降到约1,000 Ω，同样的230 V此时会推过230 mA，远远高于可引起心室颤动的大约30 mA和可导致停止呼吸的50 mA。这就是浴室和厨房使用跳闸电流为30 mA或更低的剩余电流装置（RCD）的原因，也是电气作业要擦干双手并使用绝缘工具的原因。

万用表在三种不同模式下运用欧姆定律。测电压时，在电路带电的情况下将万用表与元件并联——电压总是在两个点之间测量。测电流时，万用表必须串联接入，让电流真正流过它，并且从最高量程开始，因为万用表以错误模式跨接在带电电路上会像短路一样。测电阻时，元件必须断开电源并最好从电路中拆下，因为万用表会施加自己的测试电压来测量 R = V/I。绝不要在带电电路上测量电阻，测完电流后务必把表笔插回电压插孔。

电阻由材料和几何形状决定：R = ρL/A，其中ρ是材料的电阻率，L是长度，A是横截面积。铜的电阻率约为1.7 × 10⁻⁸ Ω·m，使它成为极佳的导体，而镍铬合金（用于加热器）约高出60倍，橡胶或玻璃则是电阻率高出数十亿倍的绝缘体。导线长度加倍，电阻加倍；横截面积加倍，电阻减半——这就是粗电缆（A大）能以低损耗承载大电流的原因。温度也很重要：大多数金属发热时电阻增大，这正是欧姆定律仅在恒定温度下严格成立的原因。

电流通过电阻会产生热量，因为耗散的功率为 P = I²R。一条电阻为0.5 Ω的电缆承载20 A电流会产生0.5 × 20² = 200瓦的热量，如果导线无法散发这些热量，就是严重的火灾隐患。截面过小的电缆在负载下会变温、变热甚至发红。检查方法遵循欧姆定律：在电源端和负载端分别测电压——差值很大说明导线电阻过大；满载30分钟后摸一下电缆；并选择导体规格，使运行电流始终低于导线的载流量额定值。发热正是保险丝和断路器跳闸的原因：它们的额定值确保电流永远无法使I²R热量超过导线所能承受的限度。

欧姆定律的简单形式 V = IR 直接适用于直流（DC）电路，以及加热器、白炽灯泡等纯电阻性负载的交流（AC）电路。但含有电机、变压器和电容器的交流电路存在电抗——电压和电流交变时能量被储存和释放——因此电压与电流之比变为阻抗Z而非普通电阻，写作 V = IZ。电抗取决于频率，这就是为什么仅凭欧姆定律无法预测感性或容性电路中的电流。对于这些电路，工程师使用带相角和功率因数的阻抗，而直流电子设备、电池和简单加热电路仍直接属于欧姆定律的范畴。