欧姆定律适用于纯电阻电路中指直流电的情况。R=U/I
交流电状态时,就适用于含有电感和电容的电路了。但是不能用瞬时电流和电压关系表达,要用有效值来表达。Z=u/i,因为u和i的相位不同,所以Z是一个复数。
对于非线性交流电路来说,要用欧姆定律的微分形式。dR=dv/di
如下图表示一个晶体二极管或三极管的输入电压与电流的关系。对直流来说,是非线性的,但是对微小的交流信号来说,依然在一个小范围内符合欧姆定律。
现在发现很多教科书或一些网页上都说欧姆定律只适用于纯电阻电路,这是错误说法。
在物理学发展初期,人们刚刚开始认识电流电压的时候,欧姆定律曾被认为只适用纯电阻电路,但是随着物理研究的深入,人们早已对早期这种局限观念进行修正了。
现在再说欧姆定律只适用于纯电阻电路或线性电路,已经不正确了。
换句话说:如果欧姆定律只适用线性电路,那么热敏电阻、压敏电阻和意义何在?如果电阻的改变与电流电压没有必然关系,那么改变电阻有什么用?
比如电视机中的消磁电路中的热敏电阻,原理就是温度低时电阻极小,能通过很大电流达到消磁的电流强度,随温度增加,电阻迅速增大,电流迅速减小,达到消磁目的。在每一个温度条件下都符合欧姆定律,如果它的增大不能控制电流,要它还有什么用呢?
白炽灯严格来说并不是纯电阻电路,因为纯电阻电路中电能只转化为热能,而白炽灯在能量转化过程中还有一部分能量变成了光,这在直接应用焦耳定律的时候就不太恰当。还有就是灯丝受温度影响,电阻值发生变化,并不是一个恒定的电阻,因此伏安曲线不是直的。
中学阶段,都是直接认为白炽灯是纯电阻了,因为虽然严格上说不是纯电阻性,但基本上还是很接近一个电阻的。
欧姆定律也不仅仅适用于纯电阻电路,所有电路都是可以使用的,不过中学阶段学习的欧姆定律不全面,通过引入极坐标系和复数计算,欧姆定律可以适用于全部电路,这部分知识会在大学阶段的相关专业学习。
首先纠正一个错误观念,并不是纯电阻电路才能用欧姆定律的。
欧姆定律非常强大,带电容、电感之类电气元件的电路都可以用欧姆定律,只不过电阻会变成阻抗,用一个复数表示。
至于白炽灯的伏安特性是一条曲线,因为电阻会随着温度的改变而改变,而白炽灯点亮时温度非常高,所以这个变化比较明显,测得的特性就是一条曲线。
你如果仔细看白炽灯的曲线,只有开始一段是曲线,后面基本是直线
因为电压不够高的时候,不同的电压,钨丝达到的温度不一样,发的光亮度也不一样,此时电阻随着电压变化,是前半段的曲线。当达到某一电压值的时候,温度达到最高,亮度也不在变大,此时电阻不再变化了,所以变成了后半段的直线。