串联和并联电阻

出处:维库电子市场网时间:2024-04-30
     我们也可以将电阻串联和并联组合在一起。
  如果我们想在同一电路中以“同时”并联和串联组合方式将各种电阻器连接在一起以产生更复杂的电阻网络,我们如何计算这些电阻组合的组合或总电路电阻、电流和电压。
  将串联和并联电阻网络组合在一起的电阻电路通常称为电阻组合或混合电阻电路。计算电路等效电阻的方法与任何单个串联或并联电路的方法相同,希望我们现在知道串联的电阻器承载完全相同的电流,并且并联的电阻器两端具有完全相同的电压。

  例如,在以下电路中计算取自 12v 电源的总电流 ( IT ) 。

  电阻的串联和并联组合
  乍一看,这似乎是一项艰巨的任务,但如果我们仔细观察,我们会发现两个电阻器R 2 和 R 3 实际上都以“串联”组合形式连接在一起,因此我们可以将它们添加在一起以产生一个等效电阻与我们在串联电阻教程中所做的相同。因此,该组合的终阻力为:
  R 2  + R 3  = 8Ω + 4Ω = 12Ω

  所以我们可以将上面的电阻R 2 和 R 3都替换 为一个阻值 12Ω的电阻

  串联和并联电路中的电阻

  因此,我们的电路现在有一个与电阻器R 4 “并联”的单个电阻器R A。使用并联方程中的电阻器,我们可以使用两个并联电阻器的公式将此并联组合减少为单个等效电阻器值R (组合),如下所示。

  电阻串并联组合电路

  由此产生的电阻电路现在看起来像这样:

  终电阻电路
  我们可以看到,剩余的两个电阻R 1和R (梳状)以“串联”组合连接在一起,并且可以再次将它们加在一起(串联电阻),以便A点和B点之间的总电路电阻为给出为:
  R (ab) = R梳 + R 1  = 6Ω + 6Ω = 12Ω
  电阻串联和并联的等效电阻

  因此,可以使用仅12Ω的单个电阻来代替上述原始电路中连接在一起的原始四个电阻。

  利用欧姆定律,流经电路的电流 ( I )值计算如下:

  电阻串联和并联总电路电流
  然后我们可以看到,任何由多个电阻组成的复杂电阻电路都可以通过使用上述步骤替换所有串联或并联连接在一起的电阻,将其简化为只有一个等效电阻的简单单个电路。
  我们可以更进一步,使用欧姆定律找到两个支路电流I 1和I 2,如图所示。
  V (R1) = I*R 1 = 1*6 = 6 伏
  V (RA) = V R4 = (12 – V R1 ) = 6 伏
  因此:
  I 1 = 6V ÷ R A = 6 ÷ 12 = 0.5A 或 500mA
  I 2 = 6V ÷ R 4 = 6 ÷ 12 = 0.5A 或 500mA
  由于两个支路的电阻值相同,均为12Ω,因此两个支路电流I 1和I 2也相等,均为0.5A(或500mA)。因此,总电源电流I T为:0.5 + 0.5 = 1.0 安培,如上计算。
  有时,在进行这些更改后,使用复杂的电阻器组合和电阻网络来绘制或重新绘制新电路会更容易,因为这有助于作为数学的视觉辅助。然后继续更换任何串联或并联组合,直到找到一个等效电阻R EQ 。让我们尝试另一个更复杂的电阻组合电路。
  电阻串联和并联示例 No2

  求以下电阻组合电路的等效电阻R EQ 。

  串联和并联复电阻

  同样,乍一看这个电阻梯网络似乎是一项复杂的任务,但和以前一样,它只是串联和并联电阻连接在一起的组合。从右侧开始,使用两个并联电阻的简化方程,我们可以找到R 8至R 10组合的等效电阻,并将其称为R A。


  ra电阻组合
  RA电阻组合
  R A与R 7串联,因此总电阻将为R A + R 7 = 4 + 8 = 12Ω,如图所示。
  rb电阻组合电路

  该12Ω电阻值现在与R 6并联,并且可以计算为R B。

  rb 电阻组合

  R B与R 5串联,因此总电阻将为R B + R 5 = 4 + 4 = 8Ω,如图所示。

  rc电阻组合电路

  该8Ω电阻值现在与R 4并联,可以计算为R C,如图所示。

  遥控组合

  R C与R 3串联,因此总电阻将为R C + R 3 = 8Ω,如图所示。

  rd 电阻组合

  8Ω的电阻值现在与R 2并联,从中我们可以计算出R D如下:

  RD组合

  R D与R 1串联,因此总电阻将为R D + R 1 = 4 + 6 = 10Ω,如图所示。

  终等效电阻
  然后,上述复杂的组合电阻网络由十个串联和并联连接在一起的独立电阻组成,只需一个值为10Ω的等效电阻 ( R EQ  )即可替代 。
  在求解任何由串联和并联支路电阻组成的组合电阻电路时,我们需要采取的步是识别简单的串联和并联电阻支路,并将其替换为等效电阻。
  此步骤将使我们能够降低电路的复杂性,并帮助我们将复杂的组合电阻电路转换为单个等效电阻,记住串联电路是分压器,并联电路是分流器。
  然而,更复杂的 T-pad 衰减器和电阻桥网络的计算无法使用等效电阻简化为简单的并联或串联电路,因此需要不同的方法。这些更复杂的电路需要使用基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律来解决,这将在另一个教程中讨论。
  在下一个关于电阻器的教程中,我们将研究包括电阻器在内的两点之间的电势差(电压)。
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