內(nèi)阻在電路中的聯(lián)接形式有好多,最簡單、最常用的就是串聯(lián)與并聯(lián)。而在講內(nèi)阻串并聯(lián)之前,我們有必要先了解內(nèi)阻器件的特點,即在電流和電壓方向一致時,在任何時刻,內(nèi)阻兩端的電流和電壓遵守歐姆定理:u=iR。
其中R是阻值器件的參數(shù),稱為器件的阻值,是一個小于零的常數(shù),單位為歐姆[Ω],簡稱“歐”。所以,我們?nèi)粘V兴f的“電阻”電路的串聯(lián)和并聯(lián)圖,有時侯表示的是阻值器件,有時侯又表示阻值器件的內(nèi)阻。
內(nèi)阻R與厚度l(L的大寫)成反比,與橫截面積S成正比,式中ρ為比列系數(shù),由導(dǎo)體的材料和周圍濕度所決定,稱為內(nèi)阻率。其實,圖1-1所示的公式,僅適用于由某種材料制成的柱形均勻?qū)w,如導(dǎo)線、大部份金屬。
一、電阻的串聯(lián)
所謂內(nèi)阻串聯(lián),是指流過每位內(nèi)阻的電壓為同一電壓。換言之,各個串聯(lián)內(nèi)阻之間沒有(大道)分支電壓。其總內(nèi)阻直接等于各個分內(nèi)阻直接相乘,如右圖所示。其實,總內(nèi)阻小于任一串聯(lián)內(nèi)阻。
Rn=R1+R2+…+Rs
內(nèi)阻的電阻反比于其厚度,所以內(nèi)阻串聯(lián),就好比減小了厚度電路的串聯(lián)和并聯(lián)圖,串得越多,厚度越長,電阻也就越大。
另外,依照歐姆定理,可以得出兩個串聯(lián)阻值的分壓公式,如右圖所示。這說明,各串聯(lián)內(nèi)阻的電流與其電阻成反比,電阻越大的內(nèi)阻,分得的電流就越大。
二、電阻并聯(lián)
所謂內(nèi)阻并聯(lián),是指各內(nèi)阻的電流為同一電流。換言之,所有并聯(lián)內(nèi)阻共用2個結(jié)點,首首相連,尾尾相連,如右圖所示。
其實,等效內(nèi)阻大于任一個并聯(lián)的內(nèi)阻。這是由于并聯(lián)內(nèi)阻中,總內(nèi)阻的倒數(shù)等于各個并聯(lián)內(nèi)阻的倒數(shù)之和,也就是說,總內(nèi)阻的倒數(shù)肯定小于任一并聯(lián)內(nèi)阻的倒數(shù)。又由于在分?jǐn)?shù)中,分子相同時,分母越大的分?jǐn)?shù)就越小,比如1/5和1/6兩個分?jǐn)?shù),分子同為1,分母6比5大,所以分?jǐn)?shù)1/6大于1/5。
同樣的,因為總內(nèi)阻的倒數(shù)小于任一并聯(lián)內(nèi)阻的倒數(shù),所以作為分母的總內(nèi)阻肯定大于任一并聯(lián)內(nèi)阻。兩個內(nèi)阻串聯(lián)的分壓公式,兩個內(nèi)阻并聯(lián)也有分流公式,如右圖所示。這表明,各并聯(lián)內(nèi)阻的電壓與其電阻成反相關(guān),即該內(nèi)阻越大,其電壓就越小。另外,你們可以發(fā)覺,分流公式中,各大道電壓公式的分子為另一支路內(nèi)阻。
初審編輯黃昊宇