| 變數 | 意義 | 單位 |
|---|---|---|
| V | 跨在電阻兩端的電壓差 | Volt (V) |
| I | 流過電阻的電流 | Ampere (A) |
| R | 電阻值 | Ohm (Ω) |
歐姆三角:一個公式三種用法
把 V = IR 三個變數排成三角形(V 在頂、I 與 R 在底),遮住要求的那一個,剩下兩個就是運算式:
- 求 V:V = I × R(已知電流與電阻)
- 求 I:I = V / R(已知電壓與電阻,最常用 — 想知道電路會抽多少電)
- 求 R:R = V / I(已知電壓與電流,用三用電表量測時)
這個圖示在電子課本和維修手冊用了 100 年沒換過,因為它讓初學者不用記三條公式,記一個圖就好。
實例 1:LED 限流電阻
紅色 LED 順向電壓 2V、額定電流 20 mA = 0.02 A。要接在 5V 電源(如 USB)上,串聯多大電阻?
電阻兩端電壓 = 5V − 2V = 3V(LED 自己吃 2V)。代入 R = V/I = 3 / 0.02 = 150 Ω。 手邊沒 150 Ω 就用 220 Ω(標準色環電阻常見值),電流降到 3/220 = 13.6 mA,亮度稍降但 LED 更耐用。 這個算法是電子業 50 年的標準操作。
實例 2:手機充電時間估算
USB-A 5V/2A 快充充 5000 mAh 電池:充電器最多輸出 P = VI = 5 × 2 = 10 W。 電池容量 = 5000 mAh × 3.7V(鋰電池標稱)= 18.5 Wh。 理論最短充滿時間 = 18.5 / 10 = 1.85 小時 ≈ 1 小時 51 分。 實際 2-2.5 小時(最後 20% CV 階段電流會降)。 PD 18W 快充頭把這個時間壓到 1 小時 10 分以內 — 物理上就是 V 與 I 同時提升的結果。
對二極體 / LED 用歐姆定律:歐姆定律只對「線性元件」(電阻值不隨電壓變)成立。 二極體、LED、電晶體的 V-I 曲線是非線性的 —— 順向電壓接近閾值前幾乎沒電流,超過閾值後電流爆衝。 所以 LED 點亮要靠限流電阻不能直接接電源,否則電流會在毫秒內燒掉它。 歐姆定律「不成立」這件事,本身就是這些元件的工作原理。
動手算算看
下面是 ∑ Calc 歐姆定律計算機。試你常用電器的電流。