歐姆定律計算器:電壓、電流、電阻
使用歐姆定律(V = I × R)與功率公式(P = V × I)計算電路中的電壓、電流、電阻與功率。
輸入四個數值中的任兩個——電壓、電流、電阻或功率——計算器會立即算出另外兩個。
歐姆定律計算器:電壓、電流、電阻
使用歐姆定律(V = I × R)與功率公式(P = V × I)計算電路中的電壓、電流、電阻與功率。
請正確輸入兩個數值,其餘兩個留白。
關於歐姆定律計算器
歐姆定律是電子學中最重要的關係式。它由德國物理學家喬治·西蒙·歐姆於 1827 年提出,指出流經兩點之間導體的電流與兩端電壓成正比,與電阻成反比。其常見形式為 V = I × R,其中 V 代表電壓(伏特),I 代表電流(安培),R 代表電阻(歐姆,Ω)。只要知道其中兩個量,就能求出第三個,因此它幾乎是工程師、技術人員與電子愛好者進行各種電路計算的基礎。
歐姆定律計算器也結合了電功率公式 P = V × I,單位為瓦特。將兩者結合後,可得到一組等價式:P = I² × R 與 P = V² / R。如此一來,電壓、電流、電阻與功率四個量形成一個封閉系統:已知任兩個,就能推導出另外兩個。只要輸入恰好兩個值,歐姆定律計算器就會自動選用正確公式,因此你不必記住該用哪種變形。
每種情況背後的計算都很直接。若已知電壓與電流,則電阻為 V ÷ I,功率為 V × I。若已知電壓與電阻,則電流為 V ÷ R,功率為 V² ÷ R。若已知電流與電阻,則電壓為 I × R,功率為 I² × R。當功率也是已知量之一時,計算器會在需要時使用平方根——例如,已知電阻與功率時,電流為 √(P ÷ R),電壓為 √(P × R)。所有結果都以雙精度運算計算,並四捨五入以便閱讀。
理解這些數字的意義和計算它們一樣有用。電壓是推動電荷在電路中流動的電位差;電流是電荷流動的速率;電阻會阻礙這種流動並將電能轉換為熱;功率則是能量傳遞或耗散的速率。電阻的額定功率、LED 的串聯電阻、電池續航時間以及馬達負載,都可以用這四個量進行分析。例如,選擇功率足夠高的電阻,直接取決於這裡算出的 P = I² × R。
常見用途包括:為 LED 選擇限流電阻、檢查電阻是否會過熱、估算負載從電池或電源汲取多少電流、設計分壓器,以及排查實測值與預期不符的電路。請注意,歐姆定律適用於恆溫下的歐姆性(線性)元件;半導體、燈泡與其他非線性器件只能近似符合,因此應將結果視為真實元件的理想估算。
歐姆定律範例
點擊計算器下方任一範例按鈕,即可載入這些真實電路。
| 已知數值 | 計算結果 | 情境 |
|---|---|---|
| V = 5 V, I = 0.02 A | R = 250 Ω, P = 0.1 W | 典型的 LED 電路。已知 5 伏與 20 mA 時,串聯電阻為 250 Ω,而 LED 的耗散功率為 0.1 瓦。 |
| V = 12 V, R = 100 Ω | I = 0.12 A, P = 1.44 W | 電阻功率額定值。12 伏電壓下,100 Ω 電阻會流過 0.12 A 電流,且需承受 1.44 W,因此至少應選 2 W 電阻。 |
| V = 9 V, P = 15 W | I = 1.667 A, R = 5.4 Ω | 電池負載。9 伏電源輸出 15 W 時,會向等效 5.4 Ω 的負載提供約 1.667 A 電流。 |
如何使用歐姆定律計算器
- 先找出你已經知道的兩個電量,可能來自電路或元件資料表。
- 把這兩個數值輸入對應欄位:電壓 (V)、電流 (I)、電阻 (R) 或功率 (P)。
- 其餘兩個欄位保持空白——計算器只需要兩個輸入來解出電路。
- 點擊「計算」即可查看全部四個值,包括透過歐姆定律與功率公式推導出的兩個值。
- 點擊「重設」清空欄位,或載入一個範例,立即查看完整計算過程。
歐姆定律常見問題
什麼是歐姆定律?
歐姆定律指出電壓等於電流乘以電阻:V = I × R。它描述了電路中電壓、電流與電阻之間的關係,只要知道其中兩個量,就能計算第三個。
如何用歐姆定律計算功率?
電功率為 P = V × I。結合歐姆定律,也可以寫成 P = I² × R 或 P = V² / R,因此你可以根據電壓、電流與電阻中的任兩個量計算功率。
我需要輸入多少個數值?
正好兩個。只要輸入電壓、電流、電阻或功率中的任兩個,計算器就能求出其餘兩個。只輸入一個或輸入四個都不會得到有效結果。
歐姆定律計算器使用什麼單位?
電壓用伏特 (V),電流用安培 (A),電阻用歐姆 (Ω),功率用瓦特 (W)——都是標準 SI 單位。輸入前請將毫安換算為安培(除以 1000),將千歐換算為歐姆(乘以 1000)。
為什麼我的實際元件和計算結果不一致?
歐姆定律適用於恆溫下的理想歐姆性元件。LED、二極體、白熾燈和其他非線性器件會隨電壓或熱量改變電阻,因此實測值可能與這裡顯示的理想值不同。
如何決定電阻的功率額定值?
先用 P = I² × R 或 P = V² / R 計算電阻耗散的功率,再選擇額定值明顯更高的電阻——通常至少加倍。對於 1.44 W,2 W 或更高的電阻會更安全。