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純電阻并聯電路

 各種元器件均可以構成并聯電路,電阻并聯電路是一個最基本的并聯電路,所有復雜的電路都可以簡化成電阻串聯和并聯電路來進行工作原理的理解。 
    如圖1-31所示是電阻并聯電路。圖1-31(a)所示電路中,電阻R1和R2兩根引腳分別相連,構成兩個電阻的并聯電路,+V是這一電路的直流工作電壓。 
  
 


    圖1-31  電阻并聯電路 
    分析這一電阻串聯電路,要搞懂以下幾個方面的題目。 
    1.串聯電路總電阻愈并愈小 
    在電阻并聯電路中,電路的總電阻是愈并聯愈小,這一點與串聯電路的總電阻剛好相反。假如兩只20 kΩ的電阻器相并聯,并聯后總的電阻是一半,即為10 kΩ。 
在電阻并聯電路中,各電阻并聯后總電阻R的倒數即是各介入并聯電阻的倒數之和,即1/R=1/R1+1/R2+1/R3……。 
    2.并聯電路總電流即是各支路電流之和 
    如圖1-31(b)所示電路,流過電阻R1 的電流是I1,流過電阻R2的電流是I2,并聯電路的總電流是I,從電源+V流出的電流分成兩路,一路流過電阻R1,另一路流過電阻R2,根據節點電流定律可知,各支路電流之和即是回路中的總電流,對這一詳細電路而言是I =I1+I2。假如有更多的并聯支路,便有I=I1+I2+I3+……。 
在    并聯電路的各支路中,支路中的電流大小與該支路中的電阻器阻值大小成反比關系,阻值大的電阻器支路中的電流小,阻值小的電阻器支路中的電流大,從I=U/R公式中可以理解這其中的道理。當電阻R1的阻值大于R2的阻值時,電流I1小于電流I2。 
    3.并聯電路的分流作用 
    從并聯電路中可以看出,電源+V流出的總電流被分成兩路,即總電流被分流了,將總電流I分成I1和I2,當有更多電阻并聯時,可以將總電流分成更多的支路電流,只要適當選擇各支路中電阻器的阻值,便能使各支路獲得所需要的電流大小。這樣的電路稱為分流電路,在實用電路中到處可見。 
    4.并聯電阻兩端電壓相等 
    如圖1-31(b)所示電路,電阻R1上的電壓為U1,電阻R2上的電壓為U2,從電路圖中可以看出這兩只并聯電阻兩真個電壓相等,在這一詳細電路中還即是直流工作+V,由于電阻是與直流工作電壓+V直接并聯。 
    5.并聯電路主要矛盾是阻值小的電阻 
    并聯電路中,如若某一個電阻器的阻值遠弘遠于其他電阻的阻值,該電阻不起主要作用,可以以為它是開路的,這樣電路中就留下阻值小的電阻器,分析并聯電路時就是要捉住阻值小的電阻器,它是這一電路中的主要矛盾,即阻值小的電阻器在并聯電路中起主要作用,這一點與串聯電路相反。 
    6.并聯電路中的開路特征 
    如圖1-32所示是并聯電路中電阻R2開路后的示意圖。電路中,電阻R1與R2構成并聯電路,但R2開路了,這樣電路中就只有電阻R1。這一并聯電路中的R2開路后電路會發生如下變化。 
   
 


    圖1-32并聯電路中電阻R2開路后的示意圖 
    ①這一并聯電路的總電阻值增大,原先總電阻為R1與R2的并聯值,現在為R1,R1的阻值大于R1與R2的并聯值。 
    ②對于直流工作電壓+V而言,電阻R1和R2是這一直流工作電壓的負載。當負載電阻比較大時,流過負載電阻的電流就比較小,也就是要求電源+V流出的電流比較小,通常將這一狀態稱為電源的負載比較輕。當負載電阻比較小時,流過負載電阻的電流就比較大,也就是要求電源+V流出的電流比較大,通常將電路的這一狀態稱為電源的負載比較重。當并聯電路中的某只電阻開路后,電路的總電流下降,說明電源的負載比較輕了。 
    ③電阻R2支路中的電流為零,電阻R1支路中的電流大小不變。 
    ④并聯電路的總電流減小,由于R2支路中的電流為零了。R2支路開路后,這一并聯電路的總電流不是為零,只是減小,這一點與串聯電路不同。 
  電阻器R2開路詳細可以表現為這樣幾種形式:一是電阻器兩根引腳之間的電阻體某處開裂,二是電阻器的一根引腳斷路了,三是電阻器兩根引腳所在的銅箔線路某一處開裂,這也是電阻器開路。 
    7.并聯電路中的短路特征 
    如圖1-33所示是并聯電路中電阻R2短路后的示意圖。電路中,電阻R1與R2構成并聯電路,但是R2被短路了,這樣電路中的電阻R1也同樣被短路。這一并聯電路中的R2短路后電路會發生如下變化。 
   
 


    圖1-33 并聯電路中電阻R2短路后的示意圖 
    并聯電路中,起主要作用的是阻值小的電阻器,這是并聯電路的一個重要特性,電阻R2被短路后,這短路線就相稱于一個電阻為零的“電阻器”并聯在電阻R1和R2上,相稱于是一種三只電阻器的并聯電路。 
    在電阻R2短路后,流過電阻R2的電流I2為零,由于電流從電阻值很小的短路線流過,而不從電阻值比較大的R2流過。同理,電阻R1中的電流I1也為零。由此可見,在并聯電路泛起短路現象后,原來電路中的電阻R1、R2中均沒有電流流過,這種情況的短對電阻R1和R2沒有危害,電流都集中流過短路線,這是電路短路的一個特征。 
    根據歐姆定律公式I=U/R可知,因為短路線電阻值幾乎為零,這樣從公式中可能知道,此時流過短路線的電流理論上為無限大。實際電路中因為電源+V的內阻影響,電流不會為無限大,但是絕對是很大,而這一電流就是電源+V所流出的電流,顯然這時對電源+V而言是重載,將有燒壞電源+V的危險。 
    上面所說的R2短路是指指R2兩根引腳之間被另一根導線短路,在天然發生的短路中情況并非如斯,而是電阻器本身內部發生了短路,這時就會有很大的電流流過短路的電阻器,將這一電阻器燒壞。顯然,這種元器件本身短路與元器件引腳之間被導線短存在著不同。但是,對電源而言這兩種短路對電源的危害是一樣的。 
    并聯電路泛起短路后電路的變化不只是簡樸的如斯,還有更深層次的變化,下面從電源電動勢、電壓源等方面進一步進行解說。 
  8.電源電動勢概念 
電源電動勢是衡量電源轉換電能能力的物理量,它的大小即是外力將單位正電荷從電源負極經電源內部移動到正極所做的功。電源電動勢用E表示,電動勢和電壓的單位相同,都是伏特。 

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