1.1.2 电流、电压、电阻、欧姆定律

电流、电压和电阻是电路的基本物理量，欧姆定律揭示了三者之间的关系。

1.电流

电荷有规则的定向移动称为电流。电流的大小用字母I表示，电流的单位为安培（A），常用的单位还有千安（kA）、毫安（mA）和微安（μA），换算关系为：

1kA=10³A；1A=10³mA；1mA=10³μA

电流不仅有大小，而且有方向，习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方向。图1-1所示为金属导体中电流的形成，电子的运动方向为B→A，电流的方向则是A→B。

若电流的方向不随时间变化，则称之为直流电流，用符号DC表示，若电流的大小和方向都随时间变化，则称其为交流电流，简称交流，用符号AC表示，如图1-2所示。

图1-1 电流的方向

图1-2 直流电流和交流电流

2.电压

电路中有电流流动是电场力做功的结果。在图1-1中，电场力将单位正电荷从A点移动到B点所做的功，称为AB两点间的电压，用U_AB表示，电压的单位为伏特（V），常用的单位还有kV、mV、μV。其换算关系为：

1kV=10³V；1V=10³mV；1mV=10³μV

3.电阻

电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量。电阻在电路中用R表示，单位为欧姆（Ω）。常用的单位还有kΩ和MΩ，其换算关系为：

1MΩ=10³kΩ=10⁶Ω

导体的电阻是客观存在的，即使没有外加电压，导体仍然有电阻。金属导体的电阻大小与其几何尺寸及材料有关，实践证明，导体的电阻还与温度有关，一般金属的电阻随温度的升高而增大。一个220V、40W的白炽灯不通电时，灯丝电阻为100Ω；正常发光时，灯丝电阻高达1210Ω。半导体和电解液的电阻，通常随温度的升高而减少。

敏感电阻是生活中常用的一种电阻器，它的电阻值随温度、电压、湿度、光照程度、气体环境、磁场强度、压力等状态的变化而发生显著变化。热敏电阻器、压敏电阻器、湿敏电阻器和光敏电阻器如图1-3所示。

4.欧姆定律

流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，这就是欧姆定律。它是分析电路的基本定律之一。对图1-4a）的电路，欧姆定律可用下式表示：

式中 I——流过导体的电流，单位为A；

U——加在导体两端的电压，单位为V；

R——该段电路的电阻，单位为Ω。

由式（1-1）可见，当所加电压一定时，电阻越大，则电流越小。显然，电阻具有对电流起阻碍作用的物理性质。

根据在电路图上所选电压和电流的参考方向的不同，在欧姆定律的表达式中可带有正号或负号。当电压和电流的参考方向一致时（图1-4a）则有

U=RI

当两者的参考方向选得相反时（图1-4b），则有

U=-RI