1. 電阻的串聯:
電阻器頭尾相接的連接方式稱為串聯,其形式如圖1所示.
串聯電路的總電阻等于各串聯電阻之和,即RAB=R1 R2 R3 。此時串聯的三個電阻等效于一個電阻,流過每一個串聯電阻的電流是相同的。而且各串聯電阻上的電壓之和等于總電壓,即UAD=U1 U2 U3 。如圖2所示
設R1=1KΩR2=2KΩ,R3=3KΩ,它們串聯後接入12V電源,則通過計算可以知道。
(1)電路中的串聯總電阻等于串聯各電阻之和,R=R1 R2 R3=1KΩ 2KΩ 3KΩ=6KΩ
(2)電路中的總電源電流
(根據歐姆定律)。
(3)在串聯電路中,流過每個電阻的電流是相同的,即I1=I2=I3 ,電路中的總電流也就是流過每個電阻上的電流。I=I1=I2=I3=2mA
(4)每個電阻上的電壓降等于各電阻上流過的電流乘以該電阻阻值。每個電阻上消耗的電壓降分别為
U1=I1×R1=2mA×1KΩ=2V
U2=I2×R2=2mA×2KΩ=4V
U3=I3×R3=2mA×3KΩ=6V
各電阻上的電壓降之和就等于AD間的總電壓,即電源電壓為12V,即U1 U2 U3=UAD
(5)根據P=IU可得,每個電阻消耗的功率如下
PR2=I1×U1=2mA×2V=4mW
PR2=I2×U2=2mA×4V=8mW
PR3=I3×U3=2mA×6V=12mW
因I1=I2=I3,所以有:
也可寫成
即串聯各電阻上的電壓之比與電阻之比相等。
為方便分析圖2中的電路圖常畫成縱向,并将電源省略,用“O”表示電源正極,“-”表示電源負極(即接地),電路圖變為3圖所示的電路圖。
3圖中,因A點與電源正極相連,D點與電源負極相連,故A D兩點之間的電壓差就是電源電壓,用UAD來表示(UAD=12V)。D點表示電壓的參考點,A在D的前面,表示A點為正。因D點與電源負極相連,一般可省略不寫,UAD可寫成UA。
U2表示R2兩端的電壓,用UBC表示,其中C不可省略。如果表示B點對D點的電壓差,可用UBD來表示,D可省略。根據上述分析,圖3中各點的電壓關系可表示如下。 UA=UAB UBC UC UB=UBC UC。根據圖中所給數據,可得:UA=12V UB=10V UC=6V。
2. 電阻的并聯:
各電阻頭與頭相接,尾與尾相接的連接方式稱為并聯,其圖4所示
在并聯電路中,總電阻的倒數等于各并聯電阻的倒數之和 即:
各并聯電阻的上電壓相等,即:U1=U2= U3=UAB;且流過每個電阻的電流之和等于總電流,即:I1 I2=I。
如圖5所示,設:R1=2KΩ,R2=3KΩ,将它們并聯後接入12V直流電源,則通過計算可以知道:
(1)根據
得電路中的總電阻為:
(2)根據
可得電路中的總電流為:
(3)各電阻上的電壓為U1=U2=UAB=12V。
(4)根據
流過每個電阻的電流分别為:
因各電阻上的電壓相等,即I1R1=I2R2得:
即并聯各電阻上的電流之比電阻反比相等。
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