U、I、R在串聯和并聯電路中的關系
有了以上兩節對U、I、R的基本了解和串并聯的基本知識,下面說說它們的關系。
還是回到之前的思路,我們把電路比作水管,電壓比作水管中流過的水,電流比作水管兩端的壓差電阻串聯和并聯的算法,由電源提供,以及水管內阻礙水流的裝置的內阻。
讓我們首先解釋一下串聯電路。 試想一下,對于一個串聯的水路,每一個水粒子都必須流過水路中的每一個設備。 有沒有可能有的水流得快,有的水流得慢?
你可以想象一下,當你打開水龍頭時,水以恒定的速度往下噴,一根水管中的水也都以恒定的速度流過。 回到電路,也就是說,串聯電路中的電壓處處相等。 有了上面歐姆定律的公式,我們就可以很容易的根據各個器件的阻值計算出各個器件所分擔的電流。
再來看看平行水路。 我們在水道的一端增加壓力。 上面我們研究液體的浮力的時候說過,水是一種流體,水分子之間的位置是可以改變的,但是每個水分子都會跑到浮力比較小的地方,或者說當一個水分子周圍的壓力不同的是,他會鍛煉。 當并聯水路(電路)兩端存在壓差(電流)時,水路(電路)中的水(電子)會在壓力的驅動下通過阻力(內阻),每個水分子將氣流從兩個阻流裝置中的一個依次通過。 如果你想象設備R1處(如A點)的壓力低于R2處(如B點)的壓力,那么水將從A點流向B點。而不是通過設備,直到AB兩點壓力相等,才依次通過限流裝置。 所以可以理解,平行水路(回路)在進入阻流裝置(內阻)之前,其壓力只能處處相等。 因為壓強處處相等,我們可以很容易的通過內阻求出電壓。
綜上所述,可以理解為串聯電路的電壓處處相等,并聯電路的電流處處相等。 有了這兩個前提,再通過歐姆定理,就可以很容易地得到兩個電路U、I、R之間的數值關系。
請注意,我這里使用水路類比電路,是為了方便大家理解這個電路模型,將具體電路具體化,同時也提供了一個從教科書之外的角度看問題的另一個角度電阻串聯和并聯的算法,與實際情況不同,但是對于高考中學生來說已經足夠了。
另外,這一期的內容也很具體,所以以后有空我還是會出個視頻來解釋一下最后幾節的內容。