宏观形式的欧姆定律表明，电路中的电压和电流强度与电阻成正比，是成比例的常数。欧姆定律分别将这三个量分别表示为V，I和R，表示：V = IR
同样，欧姆定律被概括为包括在交流电路中并非纯电阻的电路元件，因此采用以下形式：V = IZ
图1.欧姆定律适用于许多电路。资料来源：维基共享资源。特拉皮卡
其中Z是阻抗，它也代表电路元件（例如电容器或电感器）通过交流电的阻抗。
应该注意的是，并非所有电路材料和元件都符合欧姆定律。在其中有效的那些称为欧姆元素，在其中不满足要求的那些称为非线性或非线性。
普通电阻器是欧姆型的，但是二极管和晶体管则不是，因为它们之间的电压和电流之间的关系不是线性的。
欧姆定律的名字应归功于出生于巴伐利亚的德国物理学家和数学家乔治·西蒙·欧姆（George Simon Ohm，1789-1854年），他在职业生涯中致力于研究电路的行为。SI国际系统中的电阻单位以他的名字命名：ohm，也用希腊字母Ω表示。
如何计算？
尽管欧姆定律的宏观形式是最著名的，但由于它联系了在实验室中易于测量的量，因此微观形式涉及两个重要的矢量量：电场E和电流密度J：
其中σ是材料的电导率，该属性指示传导电流的难易程度。就J而言，它是一个向量，其大小是电流I的强度与其流通的截面积A之比。
合理地假设，材料内部的电场与在材料内部循环的电流之间存在自然联系，因此电流越大，电流越大。
但是电流不是矢量，因为它在空间上没有方向。另一方面，向量J垂直于-或垂直于导体的横截面积，其方向是电流的方向。
从欧姆定律的这种形式，我们得出第一个方程，假设导体的长度为ℓ，截面为A，并用以下公式替换J和E的量值：
电导率的倒数称为电阻率，用希腊字母ρ表示：
从而：
导体电阻
在公式V =（ρℓ/ A）.I中，常数（ρℓ/ A）是电阻，因此：
导体的电阻取决于三个因素：
-其电阻率ρ，通常是制造该材料所用的材料。
-长度ℓ。
-其横截面的面积A。
higher越高，电阻越大，因为电流载体有更多机会与导体中的其他粒子碰撞并损失能量。相反，A越高，载流子越容易有序地穿过材料。
最后，每种材料的分子结构中都包含一种物质允许电流通过的难易程度。因此，例如，具有低电阻率的金属，例如铜，金，银和铂，是良好的导体，而木材，橡胶和油则不是，这就是它们具有较高电阻率的原因。
例子
这是欧姆定律的两个示例。
尝试检查欧姆定律
一个简单的经验就说明了欧姆定律，为此，您需要一块导电材料，一个可变电压源和一个万用表。
在导电材料的两端之间建立了电压V，该电压必须一点一点地变化。使用可变电源时，可以设置所述电压的值（使用万用表测量）以及流过导体的电流I.
V和I值对记录在表中，并用它们在方格纸上构造一个图。如果所得曲线为直线，则该材料为欧姆，但如果为其他任何曲线，则该材料为非欧姆。
在第一种情况下，可以确定线的斜率，该斜率等于导体的电阻R或反之，即电导率。
在下面的图像中，蓝线代表欧姆材料的这些图之一。同时，黄色和红色曲线由非欧姆材料制成，例如半导体。
图2.图I vs. V用于欧姆材料（蓝线）和非欧姆材料。资料来源：维基共享资源。
欧姆定律的水力类比
有趣的是，根据欧姆定律，电流的行为类似于通过管道循环的水的行为。英国物理学家奥利弗·洛奇（Oliver Lodge）率先提出了使用液压元件来模拟电流行为的建议。
例如，管道代表导体，因为水在导体中循环，而载流子则通过导体循环。当管道中有收缩时，水难以通过，因此这等效于电阻。
管两端的压力差使水流过，从而提供了高度差或水泵，并且类似地，电位差（电池）是使电荷保持运动的原因。 ，等于每单位时间的水流量或水量。
活塞泵将起到交流电压源的作用，但是放入水泵的优点是液压回路因此将被关闭，就像电流必须通过电路一样。
图3.欧姆定律的水力类比：a）水流系统，b）简单的电阻回路。资料来源：Tippens，P.2011。《物理：概念与应用》。第7版。麦格劳·希尔。
电阻和开关
相当于电路中的开关，它将成为旋塞阀。它的解释是这样的：如果电路断开（旋塞阀关闭），电流就不能像水一样流动。
另一方面，在开关闭合（旋塞完全打开）的情况下，电流和水都可以毫无问题地流过导体或管道。
旋塞阀或阀门也可以代表一个阻力：当水龙头完全打开时，它等效于零阻力或短路。如果完全闭合，就好像使电路断开，而如果部分闭合则就象具有一定值的电阻一样（见图3）。
练习题
-练习1
已知电熨斗在120V电压下需要2A才能正常工作。它的阻力是什么？
解
解决欧姆定律带来的阻力：
-练习2
直径3 mm，长150 m的电线在20°C下的电阻为3.00Ω。找到材料的电阻率。
解
公式R =ρℓ/ A是适当的，因此需要首先找到横截面积：
最后，替换后，您将获得：
参考文献
- Resnick，R.，1992年。《物理学》。西班牙语的第三次扩展版。第2卷。CompañíaEditorial Continental SA de CV
- 西曼·泽曼斯基。2016.大学物理与现代物理学。14 日。编辑第2卷。817-820。
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- Tippens，P。2011。《物理：概念与应用》。第7版。麦格劳·希尔。
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