導(dǎo)體中的電流i和導(dǎo)體兩端的電壓u成正比,和導(dǎo)體的電阻r成反比,即i=u/r。這個規(guī)律叫做歐姆定律。
i=u/r、r=u/i、u=i×r
在交流電路中,歐姆定律同樣成立,但電阻r應(yīng)該改成阻抗z,即i= u/z。如果電路閉合又含有電源,則稱為全電路,如圖1所示,圖中虛線部分為電源,稱為內(nèi)電路。電源外部的電路稱為外電路。由于電源具有內(nèi)電阻,所以電流不僅在通過外電路的時候有電壓降,在通過內(nèi)電路的時候也有內(nèi)電壓降。在全電路中,電流強度,與電源的電動勢e成正比,與整個電路(包括內(nèi)電路和外電路)的電阻(r+r)成反比,這就是全電路歐姆定律,用公式表示為:
i=e/r+r
式中i-電路中的電流,a;e-電源電動勢,v;r-外電路的電阻,ω;r-內(nèi)電路電阻,ω。
由上面公式可得,在圖1所示的電路中,e=ir+ir=u外+u內(nèi)。
式中u外=ir-外電路電壓;u內(nèi)=ir-內(nèi)電路電壓。
需要說明的是,由于電源本身的內(nèi)阻及連接導(dǎo)線的內(nèi)阻一般都不大,計算時忽略不計得到的計算結(jié)果也基本上是正確的。但有時需要計算電源的內(nèi)壓降,精確計算全電路的電流就要用到全電路歐姆定律。例如圖2中,若e=10v,r=0.1ω,r=1kω,則:
①s接1位置時,電路處于通路狀態(tài),
電流表的讀數(shù)
電壓表的讀數(shù)為u=ir=0.01×1000=10(v),或u=e-ir=10-0.01×0.1≈10 (v)。
②s接2位置時,電路處于斷路狀態(tài),所以電流表的讀數(shù)為0;電壓表的讀數(shù)u=e=10(v)。
③s接3位置時,電路處于短路狀態(tài),電流表的讀數(shù)為i=e/r=10/0.1=100(a)a;電壓表讀數(shù)u=0(v)。
圖1 最簡單的全電路
圖2 全電路歐姆定律應(yīng)用舉例