電阻

等效電阻

等效電阻 (Equivalent Resistance)
國立臺灣大學物理學系 劉仁宇

在提及等效電阻前先來複習一下甚麼是電阻,電阻一般是符合歐姆定律 $$\frac{V}{I}=$$ 常數的電子元件,例如鎳鉻絲,因此我們令電阻 $$R=\frac{V}{I}$$ 為一隨溫度變化之常數。此外電阻還跟材料特性、形狀有關,如高中所學過的 $$R=\rho\frac{lL}{A}$$,其中 $$\rho$$ 為與物質和溫度相關之常數、L, A 分別為該物質長度和面積。

RC電路(RC circuit)

RC電路(RC circuit)
國立臺灣大學物理系 101級 劉仁宇

55731_p1

圖 1 最簡單的RC電路

RC電路顧名思義是由電阻和電容所組成的電路,最簡單的形式如圖 1,該電容已經充電過,可視為一個電源供應器接上一個電阻,如果未充電過則儲存電荷量 $$Q$$ 為零,甚麼事也不會發生。

由於電路滿足克希何夫定律(Kirchhoff’s law),亦即通過整個迴圈的總電位降為零,故可列式為

$$\displaystyle V=\frac{Q}{C}=IR$$

其中 $$V$$ 為電阻兩端的電壓,$$C$$ 為電容,$$Q$$ 為電容所儲存的電量。

又因為電容的電荷隨時間 $$t$$ 減少產生電流 $$\displaystyle-\frac{dQ}{dt}=I$$

聯立兩式可解得 $$\displaystyle \frac{dQ}{dt}=-\frac{1}{RC}Q$$,

分離變數後積分得 $$\displaystyle Q=Q_0e^{-\frac{t}{RC}}$$,其中 $$Q_0$$ 為一開始電容儲存的電荷量。

三用電表

三用電表
國立臺灣大學物理系陳昱璟

簡介

三用電表是一種多功能用途的的電子測量儀器,主要用於物理、電子等測量領域,常見於進行電子儀器的基本故障檢測以及許多基本測量。一般所使用的三用電表,主要功能是測量電路的電壓、電流和電阻值,大多包含電流表(安培計)、電壓表(伏特計)、電阻表(歐姆計)等功能,三用電表有不同之稱呼,如萬用計、多用電表、伏特-歐姆-微安計等等。

三用電表是由一個圈轉電流計、倍率器、分流器、整流器及電池等組合而成的多功能儀器,由開關的切換,即可分別使其成為直流電壓計、電流計、交流電壓計及電阻計,每一種計器又分為各種單位以適合實際需要。

除了基本的功能外,必要時配合其他輔助設備,也可達到其他功能,例如:用來測量電容、電感、電晶體、二極體及分貝等值。

電阻 (Electrical Resistance)

電阻(Electrical Resistance)
國立台中第一高級中學台中一中 物理科張宇靖教老師、康宇玹教老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

在電學中,電路或部份電路在阻礙電流通過的過程中將電能變換成熱能的性質,謂之電阻。電阻常用單位為歐姆或簡稱歐,以大寫希臘字母Ω(omega)表示。電阻產生於載流帶電粒子同導體中的固定粒子的碰撞,導體內部有大量的自由電子,當電壓施於導體的兩端時,會導致電流的產生,但此一電流不可能無限制的增加,此乃因為當電荷流經某一材料時,必承受其電阻,此種阻力被消耗就轉變成為熱能了。雖然電路內各部份的連接線和傳輸線都有電阻,但一般人往往認為電阻集中在電燈、加熱器和電阻器之類的器件中,因為這些器件的電阻起主要作用最為明顯。

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)