第十二章 第六节 电阻的连接
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§04-12-06

电阻的连接




标准电阻器

欧姆的研究揭示了电阻的重要性。科学家便因此制造了上图的标准电阻器。它可以连接到电路中,利用欧姆定律便能计算出电阻值。公元1861年,英国国家标准局设立一个委员会,研究最适用的电阻单位。这个单位于公元1865年正式使用。后来人们便将这个单位命名为:欧姆。

 

接入电路中的用电器或电阻器有各种规格和阻值,使用时可根据需要将它们适当地连接,构成具有两个连接端的一个“组合电阻”,它可用一个等效的电阻来代替,其阻值叫做组合电阻的等效电阻(或总电阻)。电阻连接的基本方式有串联和并联两种。

  把阻值分别为、...、的n个电阻一个接一个地串接起来,就成为下图所示的串联电路。设起点和终点的电势分别为,且>。由于串联电路中没有支路,故而经过任一电阻的电流强度I均应相等。若每个电阻两端的电势分别为



则对每个电阻来说,按欧姆定律有

 
           (A)

将它们看作一个整体,则其两端的电压为-,通过的电流。根据欧姆定律,组合的等效电阻,应当满足下式

                                     (B)

而                (C)

将式(A)、(B)代入式(C),化简得

                                 (12-16)

即串联电路的等效电阻等于电路上各个电阻之总和。

  从式(A)可知,在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即:

                 (12-17)

亦即,哪个电阻较大,分配在它两端的电压也就较大。因而,串联电路亦称分压电路。实验室中常用的分压器,就是根据这个道理制成的。

  把阻值分别为 个电阻的一端连结在一个公共点A上,把另一端连结在另一个公共点B上(下图)。设两点的电势分别为则由于每个电阻都跨接在相同的两点之间,所以每个电阻两端的电压都-,通过每个电阻的电流分别为 。这样,对每个电阻来说,按欧姆定律,有
      
             (A)

根据恒定电流的连续性,流入节点的电流应该等于从该点流出的电流;对节点也是如此,即

                   (B)

如果把这一组合看作一整体,则总的电流强度为I,两端的电压为-。根据欧姆定律,组合的等效电阻应满足下式

                                 (C)

把式(A)、(B)代入式(C), 化简得:

                                 (12-18)

即并联电路的等效电阻的倒数等于电路上各个电阻的倒数之总和。

  由式(A)可知,在并联电路中,电流的分配与电阻成反比,即:

                            (12-19)

亦即,哪个电阻较大,通过它的电流就较小。因而,并联电路亦称分流电路。在改装电流表时,常用并联方式制成分流电路,用来扩大量程。