第2階段 電子電路的基本連接方式

電子電路在實際應用中只接一個負載的情況是很少的。因為不可能為每一個晶體管、每一個電子器件配備一個電源，因此在實際應用中總是根據具體情況把負載按適當的方式連接起來，以達到合理利用電源或供電設備的目的。電子電路常見的連接方式有串聯、并聯和混聯3種。

1.2.1 串聯電路的結構特征

串聯電路又可以分為電阻器的串聯、電容器的串聯和電感器的串聯。

1.電阻器的串聯

把兩個或兩個以上的電阻器依次首尾連接起來的方式稱為“串聯”，如圖1-37所示。如果把電阻串連接到電源的兩極上，則由于串聯電路中各處電流相等，即

U1=IR1 U2=IR2 Un=IRn

而U=U1＋U2＋…＋Un，所以有U=I（R1＋R2＋…＋Rn），因而串聯后的總電阻為各電阻之和，即

R=U/I=R1＋R2＋…＋Rn

電阻器串聯電路的特點是電路中各處電流相等（大小相等且方向相同）。

2.電容器的串聯

電容器是由兩片極板組成的，它具有存儲電荷的功能。電容器所存的電荷量（Q）與電容器的容量和電容器兩極板上所加的電壓成正比。圖1-38為電容器上電量與電壓的關系。

圖1-39為3個電容器串聯的電路示意圖及計算方法。在串聯電路中各點的電流相等。當外加電壓為U時，各電容器上的電壓分別為U1、U2、U3，在3個電容器上的電壓之和等于總電壓。如果電容器上的電荷量都為同一值Q，即

將串聯的3個電容器視為1個電容C，則

即

從如圖1-39所示及上述公式可見，串聯電容器的合成電容量的倒數等于各電容的倒數之和。

3.電感器的串聯

圖1-40是3個電感器串聯的電路示意圖及計算方法。串聯電路的電流I都相等，電感量與線圈的匝數成正比。實際上與電阻器的計算方法相同，即

L=L1＋L2＋L3

1.2.2 并聯電路的結構特征

并聯電路又可以分為電阻器的并聯、電容器的并聯和電感器的并聯。

1.電阻器的并聯

把兩個或兩個以上的電阻器（或負載）按首首和尾尾連接起來的方式稱電阻器的并聯，如圖1-41所示。由圖可見，假定將并聯電路接到電源上，由于并聯電路各并聯電阻器兩端的電壓相同，因而根據歐姆定律有I1=U/R1，I2=U/R2、…、In=U/Rn，而I=I1+I2+…+In，所以有

而電路的總電阻（R）與電壓（U）和總電流（I）也應滿足歐姆定律，即I=U/R，因而可得

說明并聯電路總電阻的倒數等于各并聯支路各電阻倒數之和。把電阻的倒數定義為“電導”，用字母“G”表示。電導的單位是“西門子”，用“S”表示。

規定

因而電導式就可改寫成

G=G1+G2+…+Gn

式中，

從上式可見，并聯電阻器的總電導等于各并聯支路電導之和。

2.電容器的并聯

圖1-42為3個電容器并聯的電路示意圖及計算方法，總電流等于各分支電流之和。給3個電容器加上電壓U時，各電容器上所儲存的電荷量分別為Q1=C1U、Q2=C2U和Q3=C3U。

如果將C1、C2和C3三個電容器視為一個電容器C，則合成電容的電荷量Q=CU，合成電容器的電荷量等于每個電容器的電荷量之和，即

CU=C1U+C2U+C3U=（C1+C2+C3）U

即 C=C1+C2+C3

從上述公式可見，并聯電容器的合成電容等于電容之和。

3.電感器的并聯

圖1-43為3個電感器并聯的電路示意圖及計算方法，并聯電感的倒數等于三個電感的倒數之和，即

1.2.3 混聯電路的結構特征

在一個電路中，既有電阻器的串聯，又有電阻器的并聯的電路稱為混聯電路。分析混聯電路可采用下面的兩種方法。

1.利用電流的流向及電流的分合將電路分解成局部串聯和并聯的方法

已知R1=3Ω，R2=6Ω，R3=R4=R5=2Ω，R6=4Ω，求A、B兩端的等效電阻，如圖1-44所示。

解：假設有一電源接在A、B兩端，且A端為“+”，B端為“-”，則電流流向如圖1-44中箭頭所示。由于在I3流向的支路中，R3、R4、R5是串聯的，因而該支路總電阻R′CD為

R′CD=R3+R4+R5=6Ω

由于I3所在支路與I2所在支路是并聯的，所以

即

R1、RCD和R6又是串聯的，因而電路的總電阻為

RAB=R1+RCD+R6=10Ω

2.利用電路中等電位點分析混聯電路

求a、b兩點間的總電阻，并計算R1兩端的電壓，如圖1-45（a）所示。

解：根據等電位點畫出實際電路的等效電路如圖1-45（b）所示。首先由于R2、R3和R4是并聯的，然后再與R1串聯，因而總電阻為

電路總電流為

由歐姆定律可知R1兩端的電壓為

U1=IR1=1×1=1（V）

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