精解電阻器串聯電路

2020-12-19 電子工程師小李

無論電路怎樣的千變萬化,也無論電路如何複雜,對電路工作原理的分析和理解是一層層地展開的,展開到最後的電路就是兩種:

(1)串聯電路;

(2)並聯電路。

通俗地講,在電子線路工作原理分析之中,串聯電路和並聯電路就相當於框架大樓中的框架部分,是支撐起整棟大樓的基礎。所以,串聯電路和並聯電路是各種電路的基礎電路。真正掌握了串聯電路和並聯電路之後,能夠靈活運用串聯電路和並聯電路的基本特性,這時的電路分析就會顯得比較簡單和輕鬆。

兩個或多個電阻器頭尾相串連接起來的電路稱為電阻串聯電路,串聯電路中沒有支路。

如圖1-1所示是電阻串聯電路示意圖。電阻串聯電路是一切形式串聯電路的基礎,深度掌握電阻串聯電路的重要特性,對分析各種形式串聯電路工作原理有著舉足輕重的影響。

圖1-1 電阻串聯電路示意圖

1)電阻串聯電路總電阻越串聯越大

電阻串聯電路的總電阻越串聯越大,總電阻等於各串聯電阻阻值之和。串聯電路中電阻一個個串聯起來,電流要流過每一個電阻,而每一個電阻對電流都起著阻礙作用,串聯的電阻越多,對電流的阻礙作用越大,所以電阻串聯電路的總電阻越串聯越大。

串聯電路總電阻 R 的計算公式:串聯電路的總電阻 R = R 1 + R 2 + R 3 …

如圖1-2所示是總電阻公式圖解示意圖。

圖1-2 總電阻公式圖解示意圖

2)電阻串聯電路的等效電路

電阻串聯電路可以等效成一隻電阻,分析電路過程中時常需要這種等效理解,再複雜的串聯電路都可以進行這樣的等效理解,這種等效有益於對串聯電路工作原理的理解。

如圖1-3所示是電阻串聯電路的等效理解示意圖,如果幾隻電阻串聯,整個串聯電路都可以等效成一隻電阻。

圖1-3 電阻串聯電路的等效理解示意圖

3)串聯電路中電流處處相等

這裡用水管中水的流動來形象地說明電阻串聯電路中的電流流動。如圖1-4所示是水管中水的流動示意圖,水管垂直放置無法儲水,所以流入多少水必流出多少水。

圖1-4 水管中水的流動示意圖

在電阻串聯電路中,流過電路中的每一點、每一個元器件的電流是相等的,這是電阻串聯電路的特性。在其他元器件構成的串聯電路中,無論參與串聯的元器件如何,流過各元器件的電流總相等。

如圖1-5所示是電阻串聯電路中電流處處相等示意圖。

圖1-5 電阻串聯電路中電流處處相等圖

掌握電阻串聯電路中電流處處相等特性的重要性體現在兩個方面。

(1)電路分析時,知道流過串聯電路中一隻元器件電流大小及特性,可以推理出流過其他所有串聯電路中元器件的電流特性,方便了電路分析。

(2)電路故障推理時,當檢測到串聯電路中某隻元器件沒有電流流過時,可以推理出整個串聯電路中沒有電流流動,方便了故障檢修。

4)串聯電路分析中抓住主要元器件

電路分析中抓住電路中的主要作用元器件很重要,可以實現事半功倍之效果。

提示

分析電阻串聯電路時,如果哪只電阻的阻值遠大於其他電阻的阻值,那麼阻值大的電阻在這一電阻串聯電路中起主要作用,是電路分析中的關鍵元器件。

如圖1-6所示是電阻串聯電路中起主要作用元器件的示意圖。電阻R1起主要作用,可以從下列幾個方面理解:

圖1-6 電阻串聯電路中起主要作用元器件

(1)它的阻值大小變化對整個串聯電路總阻值影響大;

(2)它的阻值大小基本上決定了串聯電路中的電流大小;

(3)它兩端的電壓降遠大於其他電阻上的電壓降。

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