歐姆定律計算機(V / I / R / P)
歐姆定律係直流電路最基礎嘅關係:電壓(V)= 電流(I)× 電阻(R)。配合功率公式 P = V × I,4 個變數知任何 2 個就可以解返出另外 2 個。本工具支援 6 種已知對組合,數字會自動套用 SI 字頭(k、m、µ)方便睇數量級。
請輸入有效數值。電阻必須大於 0,功率必須 ≥ 0。
電壓 V
—
計算所得
電流 I
—
計算所得
電阻 R
—
計算所得
功率 P
—
計算所得
計算公式
V = I × R | P = V × I
計算採用直流電穩態:V = IR、P = VI(再得出 P = I²R = V²/R)。結果以 SI 字頭(k、m、µ)自動顯示。
公式
V = I × R // 歐姆定律本體 P = V × I // 電功率 P = I² × R // 用電流同電阻表示功率 P = V² ÷ R // 用電壓同電阻表示功率 I = √(P ÷ R) // 用功率同電阻反求電流
- · 單位採用 SI:V = 伏特(volt)、A = 安培(ampere)、Ω = 歐姆(ohm)、W = 瓦特(watt)。1 V × 1 A = 1 W。
- · 電阻一定要 > 0;本工具會自動拒絕 R ≤ 0 嘅輸入(理想導線會出現分母為零)。被動電阻吸收能量,所以功率 P 必定 ≥ 0。
- · 歐姆定律只適用於「歐姆性元件」(即 V/I 比值近乎常數):金屬電阻、碳膜電阻、銅線等。半導體(如二極管、晶體管)、燈絲、放電燈、電池內阻等都屬非線性元件,要用其特性曲線而非單一電阻值。
- · 只係直流電(DC)穩態情況下成立。交流電(AC)要用阻抗 Z(包含電阻 R + 電抗 X),並引入相位角;本工具未處理 AC。
- · LED 限流電阻速算:R = (V_supply − V_LED) ÷ I_LED。例如 5 V 電源驅動 V_F = 2.0 V、I = 20 mA 嘅紅光 LED,需要 R = (5 − 2) ÷ 0.02 = 150 Ω。
- · 結果用 SI 字頭顯示:1,500 Ω 會顯示為 1.5 kΩ、0.025 A 顯示為 25 mA、0.000001 A 顯示為 1 µA。
- · 資料來源:Hambley《Electrical Engineering: Principles and Applications》、HKEAA DSE 物理課程指引「電與磁」部分;NIST SI Brochure(伏特 / 安培 / 歐姆 / 瓦特定義)。
常見問題
歐姆定律係咪所有電路都適用?
唔係。歐姆定律 V = IR 只適用於「歐姆性元件」,即 V/I 比值近乎常數嘅電阻性器件:金屬電阻、繞線電阻、銅線等。對於非線性元件(diode、LED、transistor、白熾燈絲、變壓器負載),V 同 I 嘅關係係曲線,要查數據表或者用 SPICE 之類嘅模擬。另外,呢個工具只處理直流(DC)穩態;交流(AC)要引入阻抗 Z 同相位角。
我有部 5 V USB 充電器接 LED,要點計限流電阻?
步驟一:查 LED 嘅順向電壓(V_F)同建議順向電流(I_F),紅光大約 2.0 V / 20 mA,藍光或白光大約 3.0 V / 20 mA。步驟二:電阻分到嘅電壓 = V_supply − V_F。步驟三:用歐姆定律 R = (V_supply − V_F) ÷ I_F。紅光 LED 接 5 V 例子:R = (5 − 2) ÷ 0.02 = 150 Ω。功率 P = I² × R = 0.02² × 150 = 60 mW,揀 1/4 W 嘅電阻就足夠。輸入「電壓 V 同 電流 I」嘅那一對,V 填 3、I 填 0.02 就可以直接看到。
點解我每月電費要用 kWh 計?
功率(W)係瞬時用電量,但電費按「總用電量」收 — 即 energy = power × time。1 kWh 表示用 1000 W 嘅電器運行 1 小時。例如部 1.5 kW 冷氣每晚開 8 小時 = 12 kWh / 晚,1 個月 = 360 kWh。歐姆定律本身唔處理時間,但你計到嘅 P(瓦特)乘以使用時數,再乘以中電 / 港燈嘅每度電費(HK$1.x),就係實際電費。
功率有 P = VI、P = I²R、P = V²/R 三條公式,邊條啱用?
三條都係 P = VI + 歐姆定律推出嚟,數學上完全等價,揀邊條只係方便。已知 V 同 I 就用 P = VI;已知 I 同 R(例如串聯電路、知道 R 嘅情況)就用 P = I² × R;已知 V 同 R(例如並聯支路、知 V 嘅情況)就用 P = V² ÷ R。本工具會根據你揀嘅已知對自動選用對應公式,並喺結果下方顯示出嚟。
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