|
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 和 ,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
的 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 和 , 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。
|