注:并聯(lián)電路電阻值估算公式1/R total=1/R1+1/R2
電阻值可以以無限數(shù)量的串聯(lián)和并聯(lián)組合連接在一起,以創(chuàng)建復(fù)雜的電阻電路
在前面的教程中我們學(xué)習(xí)了如何將各個電阻值連接在一起以創(chuàng)建串聯(lián)或并聯(lián)電阻網(wǎng)絡(luò)我們使用歐姆定律找到流入的各種電壓和每個電阻組合電流。
但是,如果我們想“同時”并聯(lián)和串聯(lián)連接各種內(nèi)部電阻怎么辦? 組合在同一個電路中形成一個比較復(fù)雜的電阻網(wǎng)絡(luò),我們?nèi)绾喂浪氵@個內(nèi)阻組合的電路內(nèi)阻、電壓和電流之和。
將串聯(lián)和并聯(lián)內(nèi)阻網(wǎng)絡(luò)組合在一起的內(nèi)阻電路通常稱為內(nèi)阻組合或混合內(nèi)阻電路。 電路的等效內(nèi)阻以與任何單個串聯(lián)或并聯(lián)電路相同的方式估算,希望我們現(xiàn)在知道串聯(lián)電阻器承載完全相同的電壓串聯(lián)和并聯(lián)電阻的關(guān)系課件,并聯(lián)電阻器承載完全相同的電流。
例如,估算從以下電路中的 12v 電源汲取的總電壓 (IT)。
乍一看這實際上是很多工作,但如果我們仔細觀察,我們可以聽到兩個電阻 R2 和 R3 實際上以“”組合連接在一起串聯(lián)和并聯(lián)電阻的關(guān)系課件,因此我們可以將它們加在一起形成相同的內(nèi)阻是與我們在串聯(lián)內(nèi)阻教程中所做的相同。 因此,該組合的組合內(nèi)阻為:
R2+R3=8Ω+4Ω=12Ω
所以我們可以用12Ω的內(nèi)阻值代替內(nèi)阻R2和R3
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所以我們的電路現(xiàn)在在“”內(nèi)有一個內(nèi)阻RA,內(nèi)阻R4。 使用并聯(lián)方程中的內(nèi)阻,我們可以使用以下兩個并聯(lián)內(nèi)阻的公式將此并聯(lián)組合簡化為單個等效內(nèi)阻值 R()。
由此產(chǎn)生的內(nèi)部電阻電路現(xiàn)在看起來像這樣:
我們可以看到剩余的兩個電阻 R1 和 R(組合)以“”組合連接在一起,但對于 A 點和 B 點,它們可以再次加在一起(串聯(lián)的內(nèi)部電阻),從而給出:
R=Rcomb+R1=6Ω+6Ω=12Ω
可以用單個12Ω的內(nèi)阻來代替原來電路中連在一起的四個內(nèi)阻。
今天使用歐姆定律,電路的值電壓(I)可以簡單地估算如下:
所以任何復(fù)雜的內(nèi)阻電路都可以通過上述步驟將所有內(nèi)阻串聯(lián)或并聯(lián)起來,將由若干個內(nèi)阻組成的內(nèi)阻簡化為只有一個等效內(nèi)阻的簡單單一電路。
我們可以更進一步,使用如圖所示的歐姆法找到兩個支路電壓 I1 和 I2。
V(R1)=I*R1=1*6=6伏特
V(RA)=VR4=(12-VR1)=6伏特
因此:
I1=6V÷RA=6÷12=0.5A 或 500mA
I2=6V÷R4=6÷12=0.5A 或 500mA
因為兩個支路的內(nèi)阻值相同,都是12Ω,所以I1和I2的每一位也等于0.5A(或500mA)。 因此,總電源電壓 IT:0.5 + 0.5 = 1.0 安培,如上所述。
經(jīng)過此類修改后,有時使用復(fù)雜的內(nèi)阻組合和內(nèi)阻網(wǎng)絡(luò)來繪制或重新繪制新電路會更容易,因為這有助于物理學(xué)的視覺輔助。 然后繼續(xù)更換任何串聯(lián)或并聯(lián)組合,直到找到等效的內(nèi)阻 REQ。 讓我們嘗試另一種更復(fù)雜的內(nèi)阻電路組合。
串聯(lián)內(nèi)阻和并聯(lián)內(nèi)阻No2
求等效內(nèi)阻,REQ用在下面的內(nèi)阻組合電路中。
同樣,雖然乍一看這個矩形內(nèi)阻網(wǎng)絡(luò)是一項復(fù)雜的工作,但它和以前一樣只是串聯(lián)和并聯(lián)內(nèi)阻連接在一起的組合。 從右邊開始,使用兩個并聯(lián)電阻的簡化公式,我們可以找到 R8 和 R10 的組合,并將其稱為 RA。
RA和R7因此總內(nèi)阻RA+R7=4+8=12Ω如圖所示。
12Ω的內(nèi)阻現(xiàn)在與R6并聯(lián),可以估算為RB。
因此RB和R5的總內(nèi)阻為RB+R5=4+4=8Ω,如圖所示。
8Ω 的內(nèi)阻值現(xiàn)在與 R4 并聯(lián),可以估計為 RC,如圖所示。
RC和R3串聯(lián),所以總內(nèi)阻RC+R3=8Ω如圖。
8Ω 的內(nèi)阻值現(xiàn)在與 R2 并聯(lián),由此我們可以估算出 RDas:
RD和R1串聯(lián),所以總內(nèi)阻RD+R1=4+6=10Ω如圖所示。
那么復(fù)雜組合中的內(nèi)阻網(wǎng)絡(luò)包括十個獨立的內(nèi)阻串聯(lián),并聯(lián)組合可以用等效內(nèi)阻(REQ)代替10Ω。
在求解由串聯(lián)和并聯(lián)內(nèi)阻路徑組成的任何電阻組合或電路時,我們需要采取的第一步是識別簡單的串聯(lián)和并聯(lián)內(nèi)阻路徑,并用等效內(nèi)阻替換它們。
這一步會讓我們增加電路的復(fù)雜度,幫助我們將復(fù)雜的組合內(nèi)阻電路轉(zhuǎn)化為單個等效內(nèi)阻電路,記住串聯(lián)電路是分壓器,并聯(lián)電路是分壓器。
然而,估計更復(fù)雜的 T-via 衰減器和內(nèi)部電阻橋網(wǎng)絡(luò)不能簡化為使用等效內(nèi)部電阻的簡單并聯(lián)或串聯(lián)電路,需要不同的方法。 這個更復(fù)雜的電路需要使用電壓定理和電流定理來解決,這將在另一個教程中討論。
在下一個關(guān)于內(nèi)部電阻的教程中,我們將查看兩點(包括內(nèi)部電阻)的電位差(電流)。