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  • 電工基礎技能直通車
  • 楊清德 楊蘭云主編
  • 2041字
  • 2019-01-09 14:59:18

1.5 電阻的連接與應用

在電路中,用一個電阻往往不能滿足電路要求,需要將幾個電阻連接起來共同完成工作任務。通過電阻的并聯和串聯可以調整和控制電路中電流的走向、大小,實現電路的降壓、限流、分壓與分流。電阻的連接形式是多種多樣的,最基本的方式是串聯和并聯。

記憶口訣

基本電路串與并,分壓分流要分辨。

復雜電路動腦筋,等效電路是關鍵。

1.5.1 電阻串聯及應用

加油站1——電阻串聯電路

在電路中,把兩個或兩個以上的電阻依次連成一串,為電流提供唯一的一條路徑,沒有其他分支的電路連接方式,叫做電阻串聯電路。如圖1-23所示,電阻R1和R2串聯。

圖1-23 電阻串聯電路

加油站2——電阻串聯的應用

在實際工作中,電阻串聯有以下應用。

(1)利用幾個電阻串聯獲得較大的電阻。

(2)利用幾個電阻串聯構成分壓器,使同一電源能提供幾種不同數值的電壓。

(3)當負載的額定電壓小于電源電壓時,可利用串聯電阻的方法滿足負載接入電源。

(4)利用串聯電阻的方法來限制和調節電路中電流的大小。

(5)利用串聯電阻的方法來擴大電壓表量程。

電阻串聯時,由于流過各個電阻的電流相等,因此,各個電阻兩端的電壓按電阻比進行分配。這就是電阻串聯用于電路分壓的原理。

指點迷津——電阻串聯分壓

在電阻串聯電路中,各個電阻兩端的電壓與各個電阻大小成正比,在大電阻的兩端,可以得到大的電壓,反之則得到的電壓就小,即

電阻串聯的實例很多。例如,掛在圣誕樹上的電燈泡,就是把電燈泡一個接一個地串聯連接起來的,如圖1-24所示。

電阻串聯的重要作用是分壓。當電源電壓大于某個用電設備所需電壓時,可通過電阻分壓提供給用電設備最合適的電壓,如擴大電壓表的量程。

如圖1-25所示,若已知兩個串聯電阻的總電壓U及電阻R1R2,則

圖1-24 圣誕節電燈泡串聯電路

圖1-25 兩個電阻串聯電路

上式通常被稱為串聯電路的分壓公式,掌握這一公式,會非常方便地計算出串聯電路中各個電阻的電壓。

1.5.2 電阻并聯及應用

加油站1——電阻并聯電路

在電路中,把兩個或兩個以上的電阻并排連接在電路中的兩個節點之間,為電流提供多條路徑的電路連接方式,叫做電阻并聯電路。如圖1-26所示,電阻R1和R2并聯。

圖1-26 電阻并聯

加油站2——電阻并聯的應用

在實際工作中,電阻并聯有以下應用。

(1)凡是額定電壓相同的負載均可采用并聯的工作方式,這樣各個負載都有一個獨立控制的回路,任何一個負載的正常啟動或關斷都不影響其他負載。例如,家庭照明電路中電燈泡的連接方式就是并聯,即使取下一個電燈泡,其他電燈泡仍然能夠正常使用。

(2)利用幾個電阻并聯,可獲得較小的電阻。

(3)用并聯電阻的方法來擴大電流表的量程。

指點迷津——電阻并聯分流

根據并聯電路電壓相等的性質,在并聯電路中電流的分配與電阻成反比,即阻值越大的電阻所分配到的電流越小,反之所分配到的電流越大,即

電阻并聯的重要作用是分流。當電路中的電流超過某個用電設備所允許的電流時,可給它并聯一個適當的電阻使其分去一部分電流,使通過的電流減小到用電設備所允許的數值。

如果兩個電阻R1R2并聯,并聯電路的總電流為I,則兩個電阻中的電流I1I2分別為

上式通常被稱為并聯電路的分流公式,掌握這一公式,會非常方便地計算出并聯電路中各個電阻的電流。

1.5.3 電阻串聯、并聯電路的特性

加油站——電阻串聯、并聯電路的特性比較

電阻串聯、并聯電路的特性比較如表1-6所示。

表1-6 電阻串聯、并聯電路的特性比較

大家必須理解電阻串聯、并聯電路的特性,否則,在實際維修時就會出現如圖1-27所示的不知所措的現象。

圖1-27 某電工的煩心事

串聯電阻記憶口訣

電路無處沒電阻,各種接法阻不同。

串聯電路一條線,不分岔來不分電。

串阻加阻總阻增,電壓與阻成正比。

串聯電阻分功率,功率與阻成正比。

電阻串聯應用廣,分壓限流最常用。

并聯電阻記憶口訣

并聯電阻有特性,并聯阻小把路添。

電壓相等電流分,總流等于支流和。

阻小流大成反比,功率與阻成反比。

兩阻并聯積比和,相同電阻作等分。

電阻并聯可分流,照明電路最常用。

中轉站——電阻混聯電路

在實際電路中,電路里包含的電阻既有電阻串聯,又有電阻并聯,電阻的這種連接方式叫做電阻混聯。電阻混聯電路如圖1-28(a)所示,圖1-28(b)所示為該電路化簡后的等效電路。

分析電阻混聯電路的關鍵是把比較復雜的電路化簡為最簡單的等效電路。下面通過如圖1-29所示的例子,介紹如何用“橡皮筋”法畫等效電路圖。

圖1-28 電阻混聯電路及其等效電路

圖1-29 用“橡皮筋”法畫等效電路圖

(1)畫草圖。如圖1-29(a)所示,設電路兩端點為A和B,將連接導線想象為導電的“橡皮筋”,可自由拉伸,繪出草圖,如圖1-29(b)所示。

(2)畫等效電路圖。整理草圖,畫出等效電路圖,如圖1-29(c)所示。

畫電路等效圖記憶口訣

無阻導線縮一點,等勢點間連成線;

斷路無用線撤去,節點之間依次連;

整理圖形標準化,最后還要看一遍。

想一想

(1)如果把兩個220V/100W的電燈泡串聯后接在220V的家庭用電插座上,會有什么效果?如果將其中一個電燈泡換成15W的以后,又會有什么效果?

(2)現有一個耐壓值為3V的小電燈泡,測得其電阻值為20Ω,要用5V的電源給該電燈泡供電使它正常發光,應該怎么辦?

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