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欧姆定律是电学中最基本的定律之一，由德国物理学家乔治·西蒙·欧姆在1827年发现。该定律描述了电压、电流和电阻之间的关系：电压等于电流乘以电阻。这个简单而重要的公式V等于I乘以R，为我们分析和设计电路提供了基础工具。
为了更好地理解欧姆定律，我们需要深入了解三个基本电学量。电压是电位差，类似于水压，它是推动电荷流动的驱动力，单位是伏特。电流是单位时间内通过导体截面的电荷量，类似于水流，单位是安培。电阻是导体阻碍电流流动的特性，类似于管道对水流的阻力，单位是欧姆。通过这个水流类比，我们可以更直观地理解这些抽象的电学概念。
欧姆通过大量实验发现了电压与电流之间的关系。他测量了不同电压下通过导体的电流值，记录了详细的实验数据。通过分析这些数据，欧姆发现电压与电流成正比关系。在V-I图像中，这些数据点呈现完美的直线关系，直线的斜率就是电阻值。由此得出了著名的欧姆定律：V等于I乘以R。
欧姆定律可以变形为三种不同的表达式，适用于不同的计算场景。当已知电流和电阻时，用V等于I乘以R求电压。当已知电压和电阻时，用I等于V除以R求电流。当已知电压和电流时，用R等于V除以I求电阻。通过三个具体例子，我们可以看到如何灵活运用这些公式解决实际问题。
在复杂电路中应用欧姆定律需要先分析电路结构。串联电路中总电阻等于各电阻之和，并联电路中总电阻的倒数等于各电阻倒数之和。对于混合电路，我们先识别串联和并联部分，计算等效电阻，然后应用欧姆定律。在这个例子中，R2和R3并联，等效电阻为2.4欧姆，与R1串联后总电阻为4.4欧姆，总电流为2.73安培。