在電路中,內阻的聯接方式是多種多樣的,其中最簡單和最常用的是串聯與并聯。
一、電阻的串聯
假如電路中有兩個或兩個以上內阻一個接一個地次序相連,而且在這種內阻中通過同一電壓電阻串聯和并聯的公式,則這樣的聯接方法稱為內阻的串聯。圖1(a)所示為n個內阻串聯的電路。
圖1內阻的串聯
n個內阻串聯可用一個等效內阻req來取代,如圖1(b)所示,等效的條件是在同一電流u的作用下電壓i保持不變。等效內阻等于各個串聯內阻之和,即
(1)
其實,等效內阻req必小于任一個串聯的內阻。
串聯內阻上的電流有如下分壓公式
(2)
可見,串聯內阻上電流的分配與內阻成反比。式(2)稱為分壓公式。
內阻串聯的應用好多。諸如在負載的額定電流高于電流的情況下,一般須要與負載串聯一個內阻,以降落一部份電流。有時為了限制負載中通過過大的電壓,也可以與負載串聯一個限流內阻。假如須要調節電路中的電壓時,通常也可以在電路中串聯一個變阻器來進行調節。另外電阻串聯和并聯的公式,改變串聯內阻的大小可以得到不同的輸出電流。
二、電阻的并聯
假如電路中有兩個或兩個以上內阻聯接在兩個公共的結點之間,則這樣的聯接方法稱為內阻的并聯。在各個并聯大道(內阻)上的電流為同一電流。圖2(a)所示是n個內阻并聯的電路。
圖2內阻的并聯
n個內阻并聯也可用一個等效內阻req來取代,如圖2(b)所示。等效濁度等于并聯的各濁度之和,即
(3)
或
(4)
內阻并聯時各內阻中的電壓為:
(5)
可見,并聯內阻上電壓的分配與濁度成反比,即與內阻成正比。當其中某個內阻較其他內阻大好多時,通過它的電壓就較其他內阻上的電壓小好多,因而,這個內阻的分流作用常可忽視不計。
通常負載都是并聯運用的。負載并聯運用時,它們處于同一電流之下,任何一個負載的工作情況基本上不受其他負載的影響。并聯的負載內阻愈多(負載降低),則總內阻愈小,電路中總電壓和總功率也就愈大。并且每位負載的電壓和功率卻沒有變動(嚴格地講,基本不變)。
三、電阻的串并聯
電路中有內阻的串聯,又有內阻的并聯,這些聯接形式稱內阻的串并聯。
例1估算圖示電路中各大道的電流和電壓。
圖3
解:通過剖析內阻的串并聯關系通分電路,求出等效內阻,再依照串聯分壓、并聯分流的特性,求解大道電壓和電流。
注意:
從以上例題可歸納出求解串、并聯電路的通常步驟:
①求出等效內阻或等效濁度;
②應用歐姆定理求出總電流或總電壓;
③應用歐姆定理或分壓、分流公式求各內阻上的電壓和電流;
④以上的關鍵在于辨識各內阻的串聯、并聯關系!