在電路中,電阻的連接形式是多種多樣的,其中最簡單和最常用的是串聯與并聯。
1、電阻的串聯
如果電路中有兩個或更多個電阻一個接一個地順序相連,并且在這些電阻中通過同一電流,則這樣的連接法就稱為電阻的串聯。圖1(a)所示的是兩個電阻和
串聯的電路。
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(a)電阻的串聯 | (b)等效電阻 |
圖1兩個電阻串聯的電路 |
兩個串聯電阻可用一個等效電阻R來代替[圖1(b)],等效的條件是在同一電壓U的作用下電流I保持不變。等效電阻等于各個串聯電阻之和,即
(1)
兩個串聯電阻上的電壓有如下分壓公式
(2)
可見,串聯電阻上電壓的分配與電阻成正比。當其中某個電阻較其他電阻小很多時,在它兩端的電壓也較其他電阻上的電壓低很多,因此,這個電阻的分壓作用常可忽略不計。
電阻串聯的應用很多。譬如在負載的額定電壓低于電源電壓的情況下,通常需要與負載串聯一個電阻,以降落一部分電壓。有時為了限制負載中通過過大的電流,也可以與負載串聯一個限流電阻。如果需要調節電路中的電流時,一般也可以在電路中串聯一個變阻器來進行調節。另外,改變串聯電阻的大小以得到不同的輸出電壓,這也是常見的。
2、電阻的并聯
如果電路中有兩個或更多個電阻連接在兩個公共的結點之間,則這樣的連接法就稱為電阻的并聯。在各個并聯支路(電阻)上受到同一電壓。圖2(a)所示是兩個電阻和
并聯的電路。
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(a)電阻的并聯 | (b)等效電路 |
圖2兩個電阻并聯的電路 |
兩個并聯電阻也可用一個等效電阻R來代替[圖2(b)]。等效電阻的倒數等于各個并聯電阻的倒數之和,即
(3)
或
兩個并聯電阻上的電流有如下分流公式:
(4)
可見,并聯電阻上電流的分配與電阻成反比。當其中某個電阻較其他電阻大很多時,通過它的電流就較其他電阻上的電流小很多,因此,這個電阻的分流作用常可忽略不計。
一般負載都是并聯運用的。負載并聯運用時,它們處于同一電壓之下,任何一個負載的工作情況基本上不受其他負載的影響。
并聯的負載電阻愈多(負載增加),則總電阻愈小,電路中總電流和總功率也就愈大。但是每個負載的電流和功率卻沒有變動(嚴格地講,基本上不變)。
有時為了某種需要,可將電路中的某一段與電阻或變阻器并聯,以起分流或調節電流的作用。