歐姆定律1826年由德國(guó)的喬治·西蒙·歐姆提出，是電路中表示電壓、電流和電阻三者之間關(guān)系的基本定律。為紀(jì)念歐姆對(duì)電的貢獻(xiàn)，物理學(xué)家將電阻的單位名命名為歐姆，并以符號(hào)“Ω”表示。

  歐姆定律的定義為：經(jīng)過(guò)某一導(dǎo)體的電流與該導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與該導(dǎo)體的電阻成反比。

  歐姆定律的標(biāo)準(zhǔn)式為：I=U/R

  歐姆定律的變形公式為：U=IR；R=U/I

  其中I表示通過(guò)導(dǎo)體的電流；U表示導(dǎo)體兩端的電壓；R表示導(dǎo)體的電阻。除以上歐姆定律的標(biāo)準(zhǔn)式和變形公式外，還存在部分電路使用歐姆定律和全電路使用歐姆定律。

1、部分電路歐姆定律

  部分電路歐姆定律表示不包含電源的一段電路中，電流與兩端電壓及電阻三者之間的關(guān)系。其內(nèi)容為：在部分電路中，電流的大小與兩端電壓成正比，與電阻成反比。表達(dá)式為：I=U/R

  其中I表示通過(guò)導(dǎo)體的電流；U表示導(dǎo)體兩端的電壓；R表示導(dǎo)體的電阻。

  對(duì)于電壓、電阻、電流三者之間的關(guān)系，如果用電壓為橫坐標(biāo)，電流為縱坐標(biāo)，畫出電阻和電壓、電流之間的關(guān)系曲線，又叫作伏安特性曲線，如下圖所示。

  當(dāng)伏安特性曲線為直線，且該直線通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，則該電阻為線性電阻，其斜率為電阻的倒數(shù)；當(dāng)伏安特性曲線呈現(xiàn)的不是直線時(shí)，則稱該電阻為非線性電阻。

部分電路歐姆定律只適用于電阻值為常數(shù)的線性電阻，而對(duì)于非線性電阻則不適合。全部由線性電阻組成的電路又叫作線性電路，包含了非線性電阻的電路則叫作非線性電路。非線性電路中的電阻值不可預(yù)測(cè)，往往不適用歐姆定律。

2、全電路歐姆定律

 全電路是指包含電源的閉合電路，又分為內(nèi)電路和外電路。內(nèi)電路是指電源內(nèi)部?jī)蓸O之內(nèi)的電路；外電路則是指電源兩極外部的電路。如下圖所示。

  電阻，用符號(hào)“r”表示。通常在電路圖中會(huì)把“r”單獨(dú)標(biāo)注出來(lái)，而事實(shí)上內(nèi)電阻只存在于電源的內(nèi)部，與電源內(nèi)部的電動(dòng)勢(shì)分不開(kāi)，所以內(nèi)電阻“r”只需要在電源符號(hào)周邊標(biāo)明即可。

  全電路歐姆定律表示包含電源的電路中，電流與電源的電動(dòng)勢(shì)及電路的內(nèi)、外電阻之間的關(guān)系。其內(nèi)容為：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。用公式表達(dá)為：

  I=E/(R+r)

  其中I表示電路中的電流；E表示電源電動(dòng)勢(shì)；R表示外電路電阻；r表示電源內(nèi)阻。

  正常情況下，電路中的電流是從正極流向負(fù)極，而在全電路中，只有外電路的電流是從正極流向負(fù)極，而內(nèi)電路的電流則是從負(fù)極流向正極。

  需要注意的是，歐姆定律只適用于純電阻電路、金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電，而在氣體導(dǎo)電和半導(dǎo)體元件等情況下，歐姆定律將不再適用。這是因?yàn)閷?duì)于金屬等電子導(dǎo)電的導(dǎo)體，歐姆定律相當(dāng)精準(zhǔn)，而當(dāng)溫度降低，低到某一臨界點(diǎn)時(shí)，電子導(dǎo)體將會(huì)進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)，而超導(dǎo)狀態(tài)意味著導(dǎo)體原本固有的電阻消失。