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使用歐姆定律與直流功率計算器

選擇兩個已知數值,即可計算直流純電阻電路的電壓、電流、電阻及功率。本指南以一個電阻為例,說明輸入參數組合、單位、即時結果及核對方法。

從一個電阻開始

假設一個理想的 470 Ω 電阻兩端有 12 V 電壓。計算器可以求出流過電阻的電流,以及電阻以熱量形式耗散的功率。直接在計算器中輸入數值即可,無須開啟範例檔案。

操作步驟

  1. 開啟 歐姆定律與直流功率計算器。在 已知數值 中選擇 V + R,即電壓和電阻。

  2. 在 電壓 中輸入 12 並選擇 V。在 電阻 中輸入 470 並選擇 Ω。示意圖中的 V 和 R 已知,I 和 P 待計算。

    已知:12 V 和 470 Ω

    直流電源和一個電阻電源連接在一個理想電阻的兩端。箭頭表示電流的約定方向。P 表示電阻中耗散的功率。 電壓: 12 V; 電流: 待計算; 電阻: 470 Ω; 功率: 待計算 V = 12 VI = ?R = 470 ΩP = ?
    電源在 470 Ω 電阻兩端提供 12 V 電壓。箭頭表示電流的約定方向;電流大小和電阻功率仍需計算。
  3. 查看 計算結果;修改輸入時會即時更新,不需要按計算按鈕。電流 應顯示 25.5319 mA,功率 應顯示 306.383 mW。公式 部分會顯示代入計算數值後的 V = I × R 和 P = V × I。

    12 V · 470 Ω

    直流電源和一個電阻電源連接在一個理想電阻的兩端。箭頭表示電流的約定方向。P 表示電阻中耗散的功率。 電壓: 12 V; 電流: 25.5319 mA; 電阻: 470 Ω; 功率: 306.383 mW V = 12 VI = 25.5319 mAR = 470 ΩP = 306.383 mW
    對於這個理想電阻,I = 12 / 470 A,P = 12 × I W。圖中標註使用計算器顯示的結果;306.383 mW 約等於 0.306383 W。
  4. 把電阻輸入值改成 0.47,同時把單位改成 kΩ。兩項都要修改:0.47 kΩ 等於 470 Ω。電流和功率應保持不變。

    12 V · 470 Ω

    直流電源和一個電阻電源連接在一個理想電阻的兩端。箭頭表示電流的約定方向。P 表示電阻中耗散的功率。 電壓: 12 V; 電流: 25.5319 mA; 電阻: 470 Ω; 功率: 306.383 mW V = 12 VI = 25.5319 mAR = 470 ΩP = 306.383 mW

    12 V · 0.47 kΩ

    直流電源和一個電阻電源連接在一個理想電阻的兩端。箭頭表示電流的約定方向。P 表示電阻中耗散的功率。 電壓: 12 V; 電流: 25.5319 mA; 電阻: 0.47 kΩ; 功率: 306.383 mW V = 12 VI = 25.5319 mAR = 0.47 kΩP = 306.383 mW
    這兩種電阻輸入表示同一個電阻,因此計算出的電流和功率完全相同。
  5. 在 已知數值 中選擇 V + I。工具會根據上一次有效計算填入新的輸入值,其中電流比結果卡片顯示的值更精確。查看計算出的電阻,應約為 470 Ω。下方表格解釋全部六種輸入組合。

  6. 返回 V + R,保持電阻為 470 Ω,把電壓改成 24 V。將新的電流和功率與下方 12 V 情況比較。由於電阻不變,電流變為兩倍,功率變為四倍。需要列印結果時,使用 列印結果。

    12 V · 470 Ω

    直流電源和一個電阻電源連接在一個理想電阻的兩端。箭頭表示電流的約定方向。P 表示電阻中耗散的功率。 電壓: 12 V; 電流: 25.5319 mA; 電阻: 470 Ω; 功率: 306.383 mW V = 12 VI = 25.5319 mAR = 470 ΩP = 306.383 mW

    24 V · 470 Ω

    直流電源和一個電阻電源連接在一個理想電阻的兩端。箭頭表示電流的約定方向。P 表示電阻中耗散的功率。 電壓: 24 V; 電流: 51.0638 mA; 電阻: 470 Ω; 功率: 1.22553 W V = 24 VI = 51.0638 mAR = 470 ΩP = 1.22553 W
    對於同一個 470 Ω 電阻,將電壓從 12 V 提高到 24 V 後,電流變為 51.0638 mA,耗散功率變為 1.22553 W。

選擇兩個已知數值

V 是電阻兩端的電壓,I 是流過電阻的電流,R 是電阻,P 是耗散功率。每種組合都會計算另外兩個量;四個量都會顯示在結果中。

已知數值計算出的其他數值
V + I
電壓 + 電流
電阻 和 功率
V + R
電壓 + 電阻
電流 和 功率
V + P
電壓 + 功率
電流 和 電阻
I + R
電流 + 電阻
電壓 和 功率
I + P
電流 + 功率
電壓 和 電阻
R + P
電阻 + 功率
電壓 和 電流

切換已知參數組合會改變輸入欄位。完成有效計算後,工具會用結果預填這些欄位,最多保留十位有效數字。如果上一次輸入無效,新欄位將使用預設值。繼續前請核對數值和單位。

選擇單位或輸入單位後綴

物理量可選單位
電壓 · VmV, V, kV
電流 · InA, µA, mA, A, kA
電阻 · RmΩ, Ω, kΩ, MΩ, GΩ
功率 · PµW, mW, W, kW, MW

數值和所選單位共同決定輸入含義。將 Ω 改為 kΩ,同時保留 470,表示 470,000 Ω;工具不會把數值自動換算為 0.47。要保持相同電阻,請像步驟 4 一樣同時修改數值和單位。

也可以輸入帶單位的數值,例如 250 mA 或 4.7 kΩ。支援的輸入單位後綴優先於下拉選項:即使下拉選單選了 kΩ,470 Ω 仍會按 470 Ω 讀取。請確保數值和單位一致。操作範例使用純數值搭配單位下拉選單。

結果會自動選擇 SI 前綴,並顯示最多六位有效數字。例如,0.3063829787 W 會顯示為 306.383 mW。這只改變顯示方式,不改變計算出的物理量。

列印結果或重設

控制項作用
列印結果開啟瀏覽器的列印對話方塊,以列印計算器頁面。輸入無效時,列印功能無法使用。
重設恢復 V + I,數值為 12 V 和 250 mA。這些預設值對應 48 Ω 和 3 W;重設不會恢復本指南中的 470 Ω 範例。

核對計算

  • 在 12 V 和 470 Ω 時,確認結果為 25.5319 mA 和 306.383 mW。改成 0.47 kΩ 後,兩項結果應保持不變。
  • 用基本單位核對公式:I = V / R = 12 / 470 A,P = V × I = 144 / 470 W。電壓乘以電流求瓦特時,電流應使用安培。
  • 在 24 V 和同一個 470 Ω 電阻時,確認結果為 51.0638 mA 和 1.22553 W。更高的電壓會增加電流和發熱。
  • 反向核對時,切換已知參數組合並使用預填值。如果重新輸入四捨五入後的結果,反算出的值可能存在小幅差異。請同時比較輸入單位和數值。

常見問題與疑難排解

為什麼結果相差 1,000 倍?

檢查輸入單位和手動輸入的單位後綴。在 12 V 時,470 kΩ 是 470,000 Ω,得到的是 25.5319 µA,而不是 25.5319 mA。Ω 與 kΩ 相差 1,000 倍,mA 與 A 也一樣。切換單位時,如果要保持相同物理量,請同時調整數值。

為什麼輸入被標記,而結果為空?

檢查兩個欄位是否都包含有限、有效的數值,以及所選物理量支援的單位。由於工具處理的是量的大小,負數輸入會被拒絕。修正標記欄位後,結果會自動更新。

可以輸入零嗎?

電阻必須大於零。已知電阻時,電壓、電流或功率可以為零。此時電壓、電流和功率均為零,而已知電阻保持不變。不包含電阻的參數組合要求兩個輸入都大於零。

為什麼反向核對得到的電阻略有不同?

結果卡片最多顯示六位有效數字。重新輸入 25.5319 mA 和 12 V,會得到接近 470 Ω 的電阻,但存在小幅四捨五入差異。切換已知參數組合會使用上一次計算值,最多保留十位有效數字,從而減小差異。

計算出的功率能告訴我該購買哪個電阻嗎?

功率結果表示本次計算中理想電阻以熱量形式耗散的功率。工具不會選擇元件,也不會核實資料表中的額定功率。請將結果與製造商在實際工作溫度和安裝條件下允許的耗散功率比較,並考慮降額要求。

這個範例能用於 LED 或交流無功負載嗎?

本計算器以量的大小建立直流純電阻電路模型,不包括 LED 順向壓降、交流相角、功率因數或電抗阻抗。LED 電路請使用 為串聯 LED 燈串選擇電阻;單個串聯或並聯電阻組請使用 計算一組串聯或並聯電阻或電容的等效值。更複雜的電路需要包含其他元件的模型。

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來源