⚡ 歐姆定律計算機
利用歐姆定律計算電壓、電流、電阻與功率。輸入 V、I、R 中任意兩個已知值,即可即時求出第三個,並同時算出電路消耗的功率。
這是什麼工具?
歐姆定律是電機工程與物理學中最基本的定律之一,描述了電壓(V)、電流(I)與電阻(R)三者之間的關係。定律以德國物理學家格奧爾格·西蒙·歐姆命名,他在 1827 年發表了這項研究成果。定律指出:流經導體的電流,與兩端電壓成正比,與電阻成反比。三個核心公式為 V = I × R、I = V ÷ R、R = V ÷ I。除了三大基本公式,歐姆定律還透過 P = V × I 與電功率連結,讓你算出電阻或元件所消耗的熱量。
這個歐姆定律計算機專為學生、電子愛好者、電機技師、工程師以及任何接觸電路的人設計。無論是為 LED 選擇限流電阻、檢查家庭電路、維修故障電器,還是分析電路設計,只要輸入電壓、電流、電阻中任意兩個已知值,計算機就會即時回傳第三個值,並附帶功率。你可以直接使用伏特(V)、安培(A)、歐姆(Ω),不需自行換算單位。運作原理
計算機接收三個歐姆定律量中的任意兩個,接著解出未知數。若已知電流(I)與電阻(R),則相乘求得電壓:V = I × R。若已知電壓(V)與電阻(R),則相除求得電流:I = V ÷ R。若已知電壓(V)與電流(I),則相除求得電阻:R = V ÷ I。三種情況下,功率(P)皆以 P = V × I 算出,你也可以用 P = I² × R 或 P = V² ÷ R 從另外兩個已知值推導功率。
下表列出常見標準電阻值,以及施加 5 V 電壓時流經各電阻的電流:
| 電阻(Ω) | 電壓(V) | 電流(mA) | 功率(mW) |
|---|---|---|---|
| 100 | 5 | 50.0 | 250.0 |
| 220 | 5 | 22.7 | 113.6 |
| 330 | 5 | 15.2 | 75.8 |
| 1,000(1 kΩ) | 5 | 5.0 | 25.0 |
| 4,700(4.7 kΩ) | 5 | 1.06 | 5.32 |
| 10,000(10 kΩ) | 5 | 0.50 | 2.50 |
| 100,000(100 kΩ) | 5 | 0.05 | 0.25 |
這些數值完全遵循歐姆定律。電阻越小,允許通過的電流越大,消耗的功率也越多。電阻越大則會限制電流,使功率消耗保持在較低水準。使用方法
- 於電壓(V)、電流(I)、電阻(R)中輸入任意兩個數值。
- 將第三個欄位留空——那就是要計算的項目。
- 按下計算按鈕。
- 查看結果中的未知值與功率(P)。
- 再次確認單位與額定功率符合你的電路安全需求。
常見問題
歐姆定律計算機使用什麼單位?
計算機採用標準 SI 單位:電壓為伏特(V)、電流為安培(A)、電阻為歐姆(Ω)、功率為瓦特(W)。你可以直接輸入小數,例如以 0.02 A 表示 20 mA,或以 4700 Ω 表示 4.7 kΩ。
可以同時計算功率(P)嗎?
可以。功率一律由 P = V × I 推導。若輸入電壓與電流,功率即為直接乘積;若輸入電壓與電阻,計算機會先求出電流再算功率;若輸入電流與電阻,則先求出電壓再算功率。
三個欄位都填入數值會怎樣?
若三個欄位都有值,計算機會驗證 V = I × R 的關係,並顯示全部四個量(V、I、R、P)。這在檢查量測後的電路是否符合歐姆定律時非常實用。
歐姆定律適用於交流電路嗎?
對純電阻性交流負載(如電熱器、白熾燈)而言,歐姆定律與直流完全相同。但電路中若含有電容或電感,就必須以阻抗 Z 取代電阻 R,關係式變為 V = I × Z。本計算機不處理相位角,僅適用於直流或純電阻性交流負載。
為什麼算出的電阻是零或無限大?
若輸入的電流為零,電阻無法計算(除以零)。若輸入的電壓為零,電阻計算結果為零。這兩種情況通常代表短路(R = 0)或斷路(R → ∞),具有物理意義,但建議再次確認。
這個計算機準確嗎?
計算機採用標準 IEEE-754 雙精度浮點數運算,顯示結果四捨五入至小數第六位。定律本身為精確值,實務上的偏差來自元件容差、溫度漂移與量測誤差。
技巧與建議
使用本計算機時,請將你想求解的那個欄位留空。你可以自由混用單位(例如以 0.5 A 取代 500 mA),因為計算機支援任何小數輸入。請留意,實際電阻都有容差(通常為 ±5 % 或 ±1 %),因此量測結果可能與計算值略有差異。在含有電容、電感等電抗元件的交流電路中,歐姆定律變成 V = I × Z,其中 Z 為阻抗,而非單純的直流電阻。同時也別忽略功率消耗:一顆 1/4 W 電阻若通過過大電流會過熱燒毀,因此務必確認 P < 電阻的額定功率。設計 LED 電路時,通常將順向電流設為 20 mA,再以計算機求出正確的限流電阻。
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