一、電阻的串聯(lián)
由兩個(gè)或兩個(gè)以上內(nèi)阻作不分四路的聯(lián)接的方式,稱為阻值的串聯(lián),如右圖1所示。串聯(lián)電路具有以下特點(diǎn):
圖1阻值的串聯(lián)及其等效電路
1.流過每位內(nèi)阻的電壓均相等:
I=I1=I2=I3
2.總電流等于各內(nèi)阻兩端電流之和:
Uab=U1+U2+U3
3.電路總內(nèi)阻(等效內(nèi)阻)為各內(nèi)阻之和:
Rab=R1+R2+R3
4.各內(nèi)阻兩端的電流和消耗的功率與其電阻成反比:
U1:U2:U3=R1:R2:R3
P1:P2:P3=R1:R2:R3
例1:有一塊電流表,它的最大量程是250V,電阻r0=250kΩ。假如要用它檢測(cè)450V左右的電流,應(yīng)當(dāng)采取哪些舉措能夠使用?
圖2串聯(lián)內(nèi)阻擴(kuò)大電流表阻值
解:按照串聯(lián)內(nèi)阻才能分壓的原則,可與電流表串聯(lián)一個(gè)內(nèi)阻。在檢測(cè)較大電流時(shí),中聯(lián)內(nèi)阻會(huì)分去部份電流,使電流表所承受的電流不超過它的最大量程250V。假定現(xiàn)要把阻值擴(kuò)大到500V,設(shè)被串入的內(nèi)阻為Rb,電流表的電阻r0上分擔(dān)的電流是250V,如圖2所示。由于串聯(lián)內(nèi)阻上電流的分配與內(nèi)阻值的大小成反比,所以
即電流表串聯(lián)一個(gè)250kΩ的內(nèi)阻,就可以檢測(cè)500V以內(nèi)的電流。該串聯(lián)內(nèi)阻稱作為倍壓內(nèi)阻。
二、電阻的并聯(lián)
由兩個(gè)或兩個(gè)以上內(nèi)阻接在電路中相同的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)接方式,稱為內(nèi)阻的并聯(lián)電路,如圖3所示。并聯(lián)電路具有以下特性:
圖3內(nèi)阻的并聯(lián)及其等效電路
1.各內(nèi)阻兩端電流相等:
Uab=U1=U2=U3
2.總電壓等于各內(nèi)阻中電流之和:
I=I1+I2+I3
3.電路中總內(nèi)阻(等效內(nèi)阻)的倒數(shù)等于各內(nèi)阻的倒數(shù)之和。按照歐姆定理和I=I1+I2+I3可得:
4.通過各阻值的電壓及消耗的功率均與其電阻成正比:
例2:有一個(gè)檢測(cè)電壓的微安表,其最大量程為100μΑ,電阻r0=1kΩ,假如要檢測(cè)10mA的電壓,應(yīng)采取哪些舉措能夠?qū)崿F(xiàn)?
圖4并聯(lián)內(nèi)阻擴(kuò)大電壓表阻值
解:按照并聯(lián)內(nèi)阻才能分流的原則,可與電壓表并聯(lián)一個(gè)內(nèi)阻,在檢測(cè)較大電壓時(shí)電阻并聯(lián)求電流,并聯(lián)內(nèi)阻分去一部份電壓,使通過電壓表的電壓不超過它的最大量程,如圖4所示。由于:
I0=100μΑ=0.1mA,r0=1kΩ,I=10Ma
且IfRf=I0r0
所以
即與電壓表并聯(lián)一個(gè)10.1歐姆的內(nèi)阻就可以檢測(cè)10mA的電壓。該并聯(lián)內(nèi)阻稱為分流內(nèi)阻。
三、電阻的混聯(lián)
假如在一個(gè)電路中,既有串聯(lián)的內(nèi)阻,又有并聯(lián)的內(nèi)阻,則該電路稱為混聯(lián)電路(俗稱為復(fù)聯(lián)電路)。估算和剖析混聯(lián)電路,一般可以按以下三步驟:
1)首先合并單純的串聯(lián)和并聯(lián)部份,算出電路的總內(nèi)阻。
2)按照總內(nèi)阻和總電流估算電路的總電壓。
3)按照串聯(lián)電路中的分壓關(guān)系和并聯(lián)電路中的分流關(guān)系,逐漸估算各部份的電壓和電流。
例3:如圖5所示,已知R1=6Ω,R2=12Ω,RL=6Ω電阻并聯(lián)求電流,電源電流U=220V,試求輸出電流的變化范圍。
圖5例3圖
解:當(dāng)可變內(nèi)阻觸頭在a點(diǎn)時(shí),電路的總內(nèi)阻為