根據電阻的定義式可以變形成為歐姆定律的形式,那麼這個式子應該是一切條件下都成立的,但為什麼並不是這樣?

時間 2021-05-30 00:07:29

1樓:沉裟

以下內容均以高中電學知識為基礎

題主可以從功能關係的角度來考慮這個問題。首先,從功的角度,U=W/q,即電壓為單位電荷量所做的功,或者說做功能力的強弱,當純電阻電路時,所有電荷做功均轉化為電阻發熱,即焦耳熱I^2Rt,將電流定義式I=q/t帶入電壓定義式即能得到U=IR,但是,非純電阻電路電壓所提供的功顯然不只有電阻發熱做功,我們再次使用上面的方法推導U=IR顯然是不成立的,並不是因為定義式不適用於非純電阻電路,而是我們用這種方法求出了的U,是產生轉化為焦耳熱的U,而非實際施加在用電器兩端的電壓。

同樣的,R=U/I並非不適用於非純電阻電路,而是因為我們往往在題目中已知的是實際加在用電器兩端的電壓U總,其包括了電阻定義式中產生焦耳熱所需的電壓也就是R=U/I中的U,以及我們目前無法求得的將電能轉化為其他能量的U*,即U=U總-U*,而在高中階段我們無法求的U*。

綜上,一句話總結:並非定義式有適用條件,而是在非純電阻電路中你用的U是錯的,而正確的你還不會求,所以高中階段我們在做題過程中可以簡單的記憶為:U=IR R=U/I I=U/R 均僅適用於純電阻電路。

2樓:

其實我沒看懂題主想說啥……好像題主不止問了乙個問題?建議分開提問關於為什麼I<U/R是因為能量守恆的原因

首先元件功率

而熱功率為

純電阻電路中元件做功全轉化為內能,所以

而非線性元件中,一部分電功被轉化成內能以外的能量,所以然後就推出

3樓:顧兆君

以下回答也針對某些答主回答中出現的一些問題。

1.並不是因為R=ρL/S叫電阻定律,所以它就是電阻的定義式。電阻定義是R=U/I,這個也是中學物理中比值定義法的乙個典型。

也正因為如此(它是定義式),我們均可由此式計算任何電路在任何工作點時的電阻(不管電阻如何隨電流電壓變化,我們總是可以用電壓和電流的比值來計算電阻)。

2.歐姆定律是指某些元件電流與電壓成正比關係,實際上並不包含電阻的內容,即歐姆定律形式上是I=KU,只是因為正比要求係數K為常數,而由電阻定義R=U/I可以知道,這個係數正好是電阻的倒數,所以寫成I=U/R。它和電阻定義式R=U/I之間的變形只是數學遊戲,並不能從電阻定義式得到歐姆定律,所以R=U/I並不是歐姆定律,U=IR也不是歐姆定律。

所以題主的第一句話就錯了。

關於歐姆定律的適用範圍,自然是有的。歐姆定律並不具有普適性,它只適用於線性元件或純電阻電路,即伏安線為正比例影象的元件或電路,也就是電阻不隨電壓/電流變化的元件或電路。

所有的純淨物(金屬,絕緣體,半導體,這裡的半導體指的是導電性能介於導體和絕緣體之間的材料,如矽和鍺,而不是指半導體元件)都在很大的電壓範圍內遵循歐姆定律,中學物理裡還會加上個電解液導電,其他的諸如半導體元件(二極體三極體等),氣體導電等則顯著的偏離歐姆定律,其電阻顯著地與電壓(電流)有關。當然在大電壓下(以至於導體內電場強大至能顯著影響載流子的平均碰撞時間),則沒有什麼東西能遵循歐姆定律了……

對於燈泡是否遵循歐姆定律或者燈泡是否為線性元件的問題,答案當然是肯定的,不知道是誰告訴你不滿足歐姆定律的,如果是同學的話,倒是情有可原,老師的話老師就有問題了。就像上面講的金屬在很大的電壓範圍內是很好的遵循歐姆定律(至於這個電壓範圍是多大,至少中學是不用考慮的),造成燈泡伏安線為曲線相信題主也知道,是因為溫度的原因。

歐姆定律是電流與電壓成正比,並不包含其他因素,你自然應該排除掉其他因素,最主要的就是保持溫度不變。

3.至於為何I(當然如果你能計算出反電動勢的大小ε,你會發現,通過電動機線圈的電流就等於(U-ε)/R)

這個和動態電阻有毛的關係?

(這個並不是引戰,@ Partick Zhang 是電氣方面的專家,其專業性毋庸置疑,但對比如像題主這樣的知識水平並不是越專業越好,往往會把簡單問題複雜化)

4樓:臻子Orion

R是物體的固有屬性,和U、I沒有任何關係(中學範圍內)R=U÷I僅僅是線性電路中電阻的計算式,對於非線性電路就不適用了。R的定義式是R=ρ×L÷S 式中ρ為材料電阻率,L為材料長度,S為材料橫截面積。

請問如圖所示的橋式電路等效電阻是多少?

何以念塵 不妨加個電源幫助分析 不影響結果 假如沒有AB導線,很容易得到A點電勢高於B點 如果這個還不清楚,建議先從分壓以及電勢判斷學起,不必考慮這種問題 那麼加了導線就有電流從A流到B,但因為AB間沒有電阻,所以上圖的等效電路圖為箭頭指向的電路圖,再用串並聯知識求解等效電阻即可,等效電阻為1.5 ...

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