欧姆定律

欧姆定律常写作U=IR，其中U是元件两端电压，I是通过元件的电流，R是电阻。采用电流流入电压正端的参考方向时，理想正电阻的U与I同号。电压单位为伏特，电流单位为安培，电阻单位为欧姆，1欧姆等于1伏特除以1安培。

这一定律的实质，是在规定条件和工作范围内R保持不随施加的电压、电流改变，因此伏安特性为通过原点的直线。对某个测量点计算U/I，只是给出该点的比值；如果换一个电压，比值便变化，就不能据此宣称器件遵守固定电阻的欧姆定律。

参考：[1]

在局部材料描述中，欧姆关系可写成J=σE，表示电流密度与电场成正比，σ为电导率。对均匀、等截面且电流分布适合这一模型的导体，长度为l、截面积为A时，电阻为R=ρl/A，ρ=1/σ是电阻率。电阻同时依赖材料与形状，电阻率则不是某根导线电阻的另一个名称。

温度是关键条件。许多金属在一定温度范围内可近似用ρ=ρ₀[1+α(T−T₀)]描述电阻率变化，但α及适用范围依材料而异。加大电流造成自热后，电阻可能随温度上升而改变；此时测到的弯曲伏安特性不应被硬套进原来的常数R。

欧姆定律是有适用范围的材料或元件关系，不是所有导电现象无条件遵守的规律。非欧姆器件的伏安曲线可呈非线性，即使在一个点计算出电阻比值，也不能用它预测整个范围。工程模型应说明是在固定条件下取常数，还是只在某工作点附近作近似。

参考：[1]

设理想6伏直流电源接到一个300欧姆电阻，忽略导线和电源内阻，且电阻工作中维持300欧姆，则I=U/R=6伏÷300欧姆=0.02安培，也就是20毫安。若同一条件下改为3伏，电流为10毫安；电压减半而电流减半，正是比例关系的表现。

若电源本身有内阻，电阻实际承受的端电压可能小于电源的理想电动势，此时应先求实际回路和端电压，而不能直接沿用电源标称数值。计算所需的是元件两端的电压和通过该元件的电流，两者必须对应同一元件。

参考：[1]

在上述直流电阻例中，消耗功率为P=UI=0.12瓦。结合欧姆定律，可写成P=I²R或P=U²/R。功率关系回答单位时间转移多少能量，欧姆定律回答电压与电流如何关联，二者不是同一条规律；由某个关系算出电流，也不表示元件能承受任意功率和温升。

理想纯电阻即使接入交流，其瞬时关系仍可为u(t)=Ri(t)。但包含电感、电容时，电压和电流一般存在相位差，应在指定频率的正弦稳态下用相量关系V=ZI，其中Z可以是复数。阻抗幅值给出幅值比例，不能把它当作所有时刻适用的固定实数电阻。

参考：[1] [2]