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【知识】如何计算并联电路电阻的阻值?

2024-03-25 14:34:26 9,584

当两个或多个电阻器连接成其两个端子分别连接到另一个或多个电阻器的每个端子时,称它们并联连接在一起。并联组合中每个电阻两端的电压完全相同,但流过它们的电流并不相同,具体取决于它们的电阻值和欧姆定律。那么并联电路就是分流器

并联组合的等效电阻或总电阻RT始终小于组合中最小单个电阻的电阻值。并联电阻网络可以在同一组合内互换,而不会改变总电阻或总电路电流。即使电阻器可能开路,并联电路中连接在一起的电阻器仍将继续工作。

并联电阻电路

在并联电阻网络中,电路电流可以走多条路径,因为电流有多条路径。然后,并联电路被分类为分流器。

由于电源电流有多条路径流动,并联网络中各支路的电流可能不同。然而,并联电阻网络中所有电阻的压降是相同的。然后,并联连接的电阻器之间具有公共电压,该电压对于所有并联连接的组件都是相同的。

因此,我们可以将并联电阻电路定义为连接到相同两点(或节点)的电阻器,并通过它具有多个连接到公共电压源的电流路径这一事实来识别。那么在下面的并联电阻示例中,V(R1)=V(R2)=V(R3)=V(AB)=12V。

在上述并联电阻电路中,电阻R1、R2、R3并联在A、B两点之间,如图所示。

在并联电阻电路中,等效电路电阻的倒数(1/RT)等于各个电阻的倒数的代数和。

并联电阻方程

如果两个并联电阻或阻抗相等,则总电阻或等效电阻RT等于一个电阻的阻值R/2的一半。如果并联三个相等的电阻,则总电阻或等效电阻RT等于R/3,依此类推。

请注意,等效电阻始终小于并联网络中的最小电阻,因此总电阻 RT 将随着附加并联电阻的增加而减小。

我们现在知道连接在相同两个节点之间的电阻是并联的。但并联电阻电路可以采用除上面给出的明显形式之外的多种形式。以下是电阻器如何并联连接的几个示例。

各种并联电阻网络

上面的五个电阻网络可能看起来彼此不同,但它们都是并联排列的电阻。因此,所有条件和方程都可以应用于它们。

并联电阻:示例1

求总电阻 RT。以下电阻连接在并联网络中。

A、B两端子之间的总电阻RT计算如下:

这种倒数计算方法可用于计算单个并联网络中连接在一起的任意数量的单个电阻器。

然而,如果只有两个电阻并联,那么我们可以使用更简单、更快速的公式来计算总电阻或等效电阻值 RT,并有助于减少倒数数学运算。

这种计算具有相等或不相等值的两个并联电阻的更快方法如下:

并联电阻:示例2

在下面的电路中,并联组合中只有两个电阻。

利用上述公式并联两个电阻,我们可以计算出电路总电阻RT:

关于并联电阻器需要记住的重要一点是,任意两个并联电阻器的总电路电阻 (RT) 始终小于最小电阻值。在上例中,组合值计算如下:RT = 15kΩ,小于最小电阻值 22kΩ。

另外,当R1等于R2的值,即R1=R2时,网络的总电阻正好是其中一个电阻值R/2的一半。

类似地,如果三个或更多电阻器并联,并且每个电阻器具有相同的值,则等效电阻将等于 R/n,其中 R 是电阻器的值,​​n 是组合中单个电阻器的数量。

例如,将6个100Ω电阻并联在一起。因此,等效电阻为:RT=R/n=100/6=16.7Ω。但请注意,这仅适用于等效电阻。这些电阻都具有相同的值。

并联电阻电路中的电流

进入并联电阻电路的总电流 IT 是所有并联支路中流动的所有单独电流的总和。然而,流过每个并联支路的电流量不一定相同,因为每个支路的电阻值决定了该支路中流动的电流量。

考虑上面并联的两个电阻。流经每个并联电阻(IR1 和 IR2)的电流不必具有相同的值,因为它取决于电阻器的电阻值。然而,我们知道在A点进入电路的电流也必须在B点离开电路。

基尔霍夫电流定律指出:“离开电路的总电流等于进入电路的电流——没有电流损失。”因此,电路中流动的总电流如下:

IT = IR1 + IR2

然后利用欧姆定律,流过上述例 2 的每个电阻的电流可以计算为:

流经电阻R1的电流为:

IR1=VS÷R1=12V÷22kΩ=0.545mA或545μA

流经电阻R2的电流为:

IR2=VS÷R2=12V÷47kΩ=0.255Ma或255μA

因此,流经电路的总电流 IT 为:

IT = 0.545mA + 0.255mA = 0.8mA 或 800μA

这也可以使用欧姆定律直接验证:

IT=VS÷RT=12÷15kΩ=0.8mA或800μA

给出用于计算并联电阻电路中流动的总电流的公式,该总电流是所有单独电流加在一起的总和,如下所示:

I(总计) = I 1 + I 2 + I 3 +... + In

那么并联电阻网络也可以被认为是“分流器”,因为电源电流在各个并联支路之间被分流或分配。因此,具有 N 个电阻的并联电阻电路将具有 N 个不同的电流路径,同时保持其自己的公共电压。并联电阻也可以互换,而不改变总电阻或总电路电流。

并联电阻:示例3

计算每个支路电流和流入并联电阻组合的总电路电流。

并联电路中的所有电阻都有一个公共电源电压,我们可以利用欧姆定律计算单个支路的电流,如下所示。

那么流入并联电阻组合的总电路电流 IT 将为:

5 安培的总电路电流值也可以通过查找并联支路的等效电路电阻 RT 并将其除以电源电压 VS 来找到和验证,如下所示。

等效电路电阻:

那么流入并联电阻组合的总电路电流 IT 将为:

 

 

 

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