爲什麼說電阻是「將電流轉換爲電壓的元件」?

牛辰鵬


電阻電阻,顧名思義就是電流流動中受到的阻礙。

在一個閉合迴路中,一旦存在電動勢(即:電壓),電路里就會有電流流過;

然而,電路中一旦加入電阻,電流的大小將會減小;

電流減小的程度,與電阻的大小成正比。

用馬路上的車流做個比喻

我們把上面的這十字路口看做是一個接在電路中的電阻

南北方向的駛入的車輛,有各自的目的需要快速通過路口,看做是電壓;

南北方向的車道,看做是電路

南北方向的車流,看做電路中的電流

東西方向違規的車輛引起堵車,看做是電路中的電阻

當堵車比較輕的時候,相當於電阻比較小,路口的車隊就會比較短,相當於電阻轉化的電壓比較小

當堵車比較重的時候,相當於電阻比較大,路口的車隊就會比較長,相當於電阻轉化的

電壓比較大;

這個現象,實際上和電阻增大引起電流減小,造成電阻兩端的電壓增高是一樣的。
這個十字路口,越是擁堵(電阻越大),路口的車隊排得就越長,甚至接近源頭,就如同電阻越大,電阻兩端的電壓越是接近電源電壓,是一個原理。
如果這個十字路口,不堵車,路口就不會有車隊,相當於電阻為零(即:超導體)電流(即:車速)可以無限大,這時限制最大電流的就只有電源的內阻。

回顧一下歐姆定律

歐姆定律的簡明描述是:

在同一電路中,通過某段導體的電流跟這段導體兩端的電壓成正比,跟這段導體的電阻成反比。

這個定律是由德國物理學家喬治·西蒙·歐姆,在1826年4月發表的論文《金屬導電定律的測定》中提出的。

隨研究的進展,人們逐漸意識到歐姆定律的重要性,歐姆的聲譽也大大提高。為了紀念他對電磁學的貢獻,物理學界將電阻的單位命名為稱為“歐姆”,以符號Ω表示。

回到提問者的問題

為什麼說電阻是「將電流轉換為電壓的元件」?

說道“轉換”,不是很準確,用“反映”可能會比較準確,但是的確很多電流檢測電路中,常常用電阻來把待測電流轉換為電壓進行觀測。

至於這個文字描述我們不在這裡辯論。

根據上面的比喻,我們已經很直觀的看見,電路中一旦受到電阻的阻礙,當電阻的阻值逐漸接近,甚至大於電源的內部電阻值時,電阻兩端的電壓將從0逐漸無限接近電源電壓。

根據先人對歐姆定律的測定,我們可以知道,電阻越大,電阻兩端的電壓將正比與電阻值,所以我們說“電阻是「將電流轉換為電壓的元件」”。


機電匠


一般電阻在製造時,是在鍍膜的瓷體上刻槽,呈螺旋狀。改變阻值全靠刻槽的密度等。什麼樣電阻,其瓷體起始阻值,鍍膜工藝決定。

電阻種類多。有碳膜、金屬膜、氧化膜……有線繞電阻、熔斷電阻、貼片電阻……

一般電阻在電路中會發熱,併產生壓降。這時,就損失一部分電能。它轉化了熱能。它又成了限流電阻等等。有的電阻在電路通過上拉電阻,下拉電阻,為形成一定的電壓而分壓。

電阻就是想著法子阻礙電流,於是,根據電路需要,有各種電阻誕生。

筆者沒實驗過。因為導電帶有的是螺旋狀,總疑電阻有時也有阻抗作用等。

電子、電荷流動受阻,產生壓降,發熱,這是電阻的一般作用。


詩詞與花草


原標題:為什麼說電阻是〈將電流轉換為電壓的元件〉?

這是物理學和電工學中最著名、最基礎也是最重要的定律之一~歐姆定律決定的。歐姆定律準確表達了電路中電壓U、電流I、電阻R之間的關係,它的基本數學表達式為: I(A)=U(Ⅴ)/R(Ω)…①式,U(Ⅴ)=I(A)R(Ω)…②式,R(Ω)=U(V)/I(A)…③式。

①式的實用意義。 已知電阻兩端的電壓U和電阻R的值,即可計算出通過電阻的電流I值,這點非常有實用意義。例如,為了判斷電路板中某個電阻支路的電流是否正常,用數字萬用表測量電流的常規方法,需要斷開電路,這樣很麻煩。但我們可以在不斷開電路的情況下,很方便的測量電阻兩端的電壓U(假設5Ⅴ),電阻R值(假沒1kΩ)是已知的。那麼通過電阻的電流就可計算出來,I=U/R=5/1=5(mA),這裡mA與kΩ相對應。這種測量計算方法是經常遇到的。



②式的實用意義。也是在回答題主的問題。在一般情況下,用電流表(數字或指針)直接測量直流大電流不太可能,也很不方便。這時就要通過電阻R把電流I的變化轉化為電壓U的變化進行測量,例如,在線測量直流大電流的100A/75mV分流器就起到這個作用。它實際上也是阻值很小(0.75mΩ)的電阻,當被測電流為I=100A時,分流器輸出電壓為U=lR=100×0.75=75(mⅤ),同理,I=50A時,U=37.5mⅤ,也就是說,如果測得分流器兩端電壓為37.5mV,電流則為50A,此時無論是配套的指針式電流表或者是數顯電流表都會顯示50A。可見,分流器就是將電流變化轉變為電壓變化的電阻元件。

③式的實用意義。舉例說明,假設電路中有一個看不清阻值的電阻R和一個已知電阻R1(假設1kΩ)串聯,用數字萬用表測得UR=3Ⅴ,UR1=2Ⅴ,則,I=UR1/R1=2/1=2(mA),R=UR/I=3/2=1.5(kΩ),這種情況電子電路DIY常用。

個人見解,僅供參考,不當之處,批評指正。


賣炭翁DQ


為什麼說電阻是(將電流轉換為電壓的元件)?

答:在一個閉合電路中,根據基爾霍夫電流定律(俗稱節點電流定律)

∑lin=∑Iex ∑|=O

基爾霍夫電壓定律

∑U=∑E。就是說流經電路中電阻和負載的電流等於它們的代數和。根據部分電路的歐姆定律I=U/R,全電路歐姆定律I=E/(R+r)可知,在閉合電路中,電阻值一定時,流過電阻與負載電流一定,改變電池電壓高低,在電阻與負載的兩端電壓降也隨之變化。

利用這個原理在萬用電表或其它電氣設備中廣泛應用,這些安全方便快捷儀器儀表,人們不得不感謝基爾霍夫、歐姆、安培、伏特這些十八世紀的科學家。

知足常樂2018.1.22


知足常樂98954541


電阻不是將電流轉為電壓的元件。

首先,電阻是當電流通過導體時,由於作定向移動的電荷會和導體內的帶電粒子發生碰撞,同時也對電流起著阻礙作用,這種導體對電流的阻礙作用稱為電阻。

其次,電子線路中的電阻元件是從消耗電能的物理過程中抽象出來的理想電路元件,通常也叫負載。線性電阻的伏安特性(既歐姆定律)是:R=V/I RI=V 就是說當電路的電阻一定時,通過電阻兩端的電流大小與電阻兩端的電壓成正比。

最後,提問者所問的問題,應該是電阻與電壓兩者之間的關係。有三種情況:一,如果電路里只有一個電阻,那這個電阻與電壓沒有任何關係;二,如果串聯電路里除了這個電阻外,還有別的負載,那就對電壓有影響了,如果電阻值越大,分配到電阻兩端的電壓就越大;三,從本質上講,電阻的大小隻與導體的材料、截面積、長度有關。電阻阻礙的是電流,電流是定向運動的載流子,如果要使電路中通過的載流子增加,就必須增大電壓,以增多載流子的數目,但電阻值的數量並沒有改變。



伊斯嘉麗


想要講清楚這個問題,需要藉助到我們都非常熟悉的電阻伏安特性曲線。

初中生都知道,R=U/I,意思就是在電阻值恆定不變的情況下,電壓U與電流I成函數關係,兩者一一對應,那麼自然而然電壓和電流就構成相應的線性關係。

那麼該怎麼理解“電阻是將電流轉換為電壓的元件”?首先我們要明確一個概念,電路中流動的是電荷,而電流則是衡量單位時間內通過的電荷數量,這個是電路中最基本的物理量含義。

而電壓又是什麼?是衡量單位電荷在靜電場中由於電勢不同所產生的能量差的物理量。這個電勢差的來源正正是因為電荷量不同導致,所以電壓這個量是由電流衍生出來,其大小等於單位正電荷因受電場力作用從A點移動到B點所做的功,所以說“電阻是將電流轉換為電壓的元件”是完全沒有問題,而我們日常使用的萬用表就是應用了這個原理,它測的其實是分電路的電壓值,只不過是以電流形式表達出來,真正要測電流大小一般會用霍爾電流計。

就像“高亮人家”描述的那樣,如果將電荷簡單比喻成河流中的水,電阻就像是一堵水壩,對水(電荷)就會形成阻礙作用,這樣大壩上下就會形成高低水差,這個可以看做是電壓 。所以電流可以輕鬆轉化為電壓。


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這個問題問的概念有問題,不是電阻將電流轉換為電壓而是電阻在電流中對電流起阻礙作用(不管是在電路中並聯還是串聯),從而在電阻兩端形成電壓差也叫壓降—-就是人們統稱的電壓。

為說明清楚,舉個例子,在流動的河流裡,如果攔腰築個大壩,這個大壩攔截的水就形成一定的水壓,這個大壩跟電路中的電阻類似,大壩形成水壓與電路中電阻在電路中阻礙電流形成的電壓類似。

由於電阻兩端的電壓不同,因為電流是有流向的,從電阻的一端流向另一端形成的電壓差叫電壓,所以用萬用表能在電阻兩端測出電壓。而不是電阻能將電流轉化為電壓。

電阻這個元件是個無源元件,它不能主動將電路中的某個有源的或無源的參數轉變成某個參數,只是起著被動作用而已。


高亮人家


1.用“電壓”檔可以在設備電路不作任何改變的情況下,把萬用表並接在被測試電阻(R)的兩端測出電壓(U),可根椐I=U/R粗略地判斷電流(I)的大小。若電壓0則電流為0。
2.用萬用電表“電壓”檔測試,比用“電流”檔測電流安全,可以保護萬用電表表頭。知道了R上的電壓,就知道了通過R的電流。


3.測電壓方便,萬用電表是並接入電路的,用電器電路不作任何改動。測電流則要把萬用電表串聯接入電路,需改動用電器電路,太麻煩。


4.最後糾正一下提問中的說法,電阻並不是把電流“轉變成”電壓,而是電流通過電阻時會形成電壓(或電勢差)。在交流電路中電阻又叫阻抗,電容有容抗,電感(線圈)有感抗,它後都會對電流有阻礙作用,從而在元件(電阻R,電容C,電感L)兩端形成電壓。我們用萬用表的“電壓”檔,把表筆並接在這些元件兩端,就可方便的測出電壓,用電工學中的公式簡單粗略地判斷出這些元件的好壞。


沈大哥


電阻指阻礙電荷直線運動的一個物理量,只和指定長度上發生電荷碰撞次數p成正比,和發生碰撞的時間t成正比。而電壓是指發生電荷碰撞的電荷。如果電阻寫成r=pt,那麼電壓可以寫成u=pQ,Q為電荷,電流i=u/r=Q/t.


用戶17344465299


一個錯誤的問題!電流怎麼轉換成電壓?!

電流和電壓是相互依存的。當電源能向用電器械輸送電流,憑藉的是電壓的“壓力”,如同水塔向水池送水一樣。所以,請不要把電流跟電壓獨立分開!至於電阻在迴路上的電壓,是“迴路電流流經該電阻所產生的電壓降”!先理清這個道理,再去了解計算的問題。


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