歐姆定律

歐姆定律 (Ohm’s Law)
臺中縣常春藤高級中學物理科 李品慧教師

歐姆定律(Ohm’s Law)說明在同一導體中，電流密度正比於電場強度，且正比於物質的電導率，其數學方程式如下：

$$J=\sigma E$$（$$J$$ 為電流密度，$$E$$ 為電場強度，$$\sigma$$ 為電導率）

從宏觀的電子電路系統來看，歐姆定律可簡化為一般所熟悉的形式：

$$I=V/R$$

通過某導體兩端的電流 $$I$$ (以安培為單位)，正比於二端的電壓差 $$V$$ (或壓降，以伏特為單位)，且與二端電阻 $$R$$ (以歐姆為單位)成反比。然而我們所熟悉的 $$I=V/R$$ 只適用於一些簡單的狀況。電壓差 $$V$$ 又稱為壓降，有時可簡記為 $$E$$ 或 $$U$$。[1]

物理學家格奧爾格-歐姆(Georg Ohm)在1827年的著作中提出歐姆定律，描述他在簡單電路上用不同長度的電線，對所外加的電壓和通過的電流測量的結果，他提出比上式較些微複雜的方程式來解釋其實驗結果。上述方程式是歐姆定律的現代式，它一直到歐姆被定義後才出現。在歐姆(Georg Ohm)之前，亨利卡文迪西(Henry Cavendish)也曾在實驗中發現電流與外加電壓成正比，但他並沒有將他的發現告訴當時的科學家。[2]

在某個範圍的電流和電壓下，大部分電阻器的電阻值是常數。當電阻器在這樣的情況下被使用，這個電阻即可視為歐姆裝置，因為在此範圍內，單一數值即可描述此電阻器的阻力行為。當足夠高的電壓外加於此電阻，而產生一個高電流驅動它時，它將不再是歐姆裝置，因為此時量得的電阻值通常會比標準情況大。

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參考資料

1. http://en.wikipedia.org/wiki/Ohm%27s_Law

參考書目

[1] Handbook of Chemistry and Physics, Fortieth Edition, p.3112, 1958
[2] Electricity. Encyclopedia Britannica (1911).