劉堅強電子學《看懂電子電路圖》3-3 電阻並聯電路基礎

2021-01-10 劉堅強官方網站

電阻串聯電路表面上看起來簡單,但實際應用不簡單。我們在講新課前再來複習一下上節課可變直流穩壓電源中的這幾組電壓是怎麼算出來的,可能有的同學還是不清楚,因為VOUT和ADJ之間的電阻沒有告訴我們。

大家找一下穩壓器的電路(如圖3-3-1所示)。

圖3-3-1 穩壓器的電路

下面的這個可調電阻知道,上面的電阻不知道。但這裡已經告訴我們好幾組電阻和輸出電壓了,就不難算出它是150Ω,用兩個75Ω的(如圖3-3-2所示)。

圖3-3-2 兩個75Ω電阻

穩壓器Vref是1.25V(如圖3-3-3所示)。

圖3-3-3 Vref1.25V

150Ω不變,當ADJ接30Ω是1.5V,210Ω是3V,450Ω是5V,570Ω是6V,930Ω答案就是9V了(如圖3-3-4所示)。

圖3-3-4 9V電壓

假設我想要再設一組電壓為12V,大家又再想一想,這裡應該加兩個多大的電阻(如圖3-3-5所示)?

圖3-3-5 算出兩個電阻的大小

如果能夠把這個答案做出來,那看懂電阻串聯電路就沒問題了。

接下來學習電阻並聯電路基礎,一般我們把兩個或兩個以上的電子元器件按首首和尾尾方式連接起來的電路叫並聯電路。其中電阻並聯電路是電子電路中最常見最簡單的電路單元(如圖3-3-6所示)。

圖3-3-6 電源板上的電阻並聯電路

大家先看這個非常直觀形象的實物圖(如圖3-3-7所示)。

圖3-3-7 電阻並聯電路實物圖

一節電池,正極、負極、兩個電阻1和2、單刀開關,這就是電阻並聯電路,它的特徵是兩個電阻首首和尾尾相連並接在電路的兩點之間。

大家可以畫出它的等效電路圖(如圖3-3-8所示)。

圖3-3-8 電阻並聯電路等效電路圖

電池BAT,電阻R1、R2,開關S。

電路中有兩條電流通路:

一條是從電池正極流經開關S、R1到電池的負極(如圖3-3-9所示)。

圖3-3-9 電路中經R1的電流通路

一條是從電池正極流經開關S、R2到電池的負極(如圖3-3-10所示)。

圖3-3-10 電路中經R2的電流通路

在電阻並聯電路中,因為有多條電流通路,那各並聯電阻兩端的電壓都是相等的。

大家也動手標一下,這是U1、U2,這裡是U總(如圖3-3-11所示)。

圖3-3-11 電路中的電壓

大家看到沒有,不管是U1、U2,還是U總,都是接在這兩點之間,所以U總=U1=U2。

這裡是總電流I總,從這個位置分支,一路從R1這裡,一路從R2這裡。

根據電流連續性原理,流入這個點的電流要等於流出這個點的電流,也就是電路的總電流等於各分支電流之和:I總=I1+I2。

套用歐姆定律,得出總電阻的倒數等於各並聯電阻的倒數和,即1/R總=1/R1+1/R2。這說明在電阻並聯電路中,通過每個電阻的電流和它的電阻值成反比(如圖3-3-12所示)。

圖3-3-12 電阻並聯電路的各種關係

也就是說,電阻並聯電路的主要作用是分流,把幾個電阻並聯到一個電路中,相同阻值的電阻流過的電流相等,而不同阻值的電阻,電阻值越小的那一個流過的電流反而越大。

比如這裡,R1是5kΩ,R2是10kΩ,那I1就大於I2。請大家對照電阻串聯電路進行學習,也是要重點掌握好並聯中的電流I、電阻R、電壓U之間的關係。

其實只要記牢:串聯電流相等,並聯電壓相等。其它的用歐姆定律一套就好了。

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