1.4 电阻的串联、并联和混联
电阻是电路中应用最多的一种元器件,电阻在电路中的连接形式主要有串联、并联和混联三种。
1.4.1 电阻的串联
两个或两个以上的电阻头尾相连串接在电路中,称为电阻的串联,如图1-16所示。
图1-16 电阻的串联
电阻串联有以下特点:
① 流过各串联电阻的电流相等,都为I。
② 电阻串联后的总电阻R增大,总电阻等于各串联电阻之和,即
R = R1 + R2
③ 总电压U等于各串联电阻上电压之和,即
U = UR1 + UR2
④ 串联电阻越大,两端电压越高,因为R1<R2,所以UR1<UR2。
在图1-16所示电路中,两个串联电阻上的总电压U等于电源电动势,即U = E = 6V;电阻串联后总电阻R = R1 + R2 = 12Ω;流过各电阻的电流I = = A = 0.5A;电阻R1上的电压UR1 = IR1 =(0.5×5)V = 2.5V,电阻R2上的电压UR2 = IR2 =(0.5×7)V = 3.5V。
1.4.2 电阻的并联
两个或两个以上的电阻头头相接、尾尾相连并接在电路中,称为电阻的并联,如图1-17所示。
图1-17 电阻的并联
电阻并联有以下特点:
① 并联的电阻两端的电压相等,即
UR1 = UR2
② 总电流等于流过各个并联电阻的电流之和,即
I = I1 + I2
③ 电阻并联总电阻减小,总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和,即
= +
该式可变形为
R =
④ 在并联电路中,电阻越小,流过的电流越大,因为R1<R2,所以流过R1的电流I1大于流过R2的电流I2。
在图1-17所示电路中,并联的电阻R1、R2两端的电压相等,UR2 = UR2 = U = 6V;流过R1的电流I1= = A = 1A,流过R2的电流I2= = A=0.5A,总电流I = I1 + I2= (1 + 0.5) A =1.5A;R1、R2并联总电阻为
R = = Ω = 4Ω
1.4.3 电阻的混联
一个电路中的电阻既有串联又有并联时,称为电阻的混联,如图1-18所示。
图1-18 电阻的混联
对于电阻混联电路,总电阻可以这样求:先求并联电阻的总电阻,再求串联电阻与并联电阻的总电阻之和。在图1-18所示电路中,并联电阻R3、R4的总电阻为
R0 = = Ω = 4Ω
电路的总电阻为
R = R1 + R2 + R0 =(5+7+4)Ω = 16Ω
读者如果有兴趣,可求图1-18所示电路中总电流I,R1两端电压UR1,R2两端电压UR2,R3两端电压UR3和流过R3、R4的电流I3、I4的大小。