简单直流电路;;电路按照通入电流的不同,分为交流电路和直流电路两大类,直流电路又分为简单直流电路和复杂直流电路两大类。简单直流电路是指可以用电阻串并联关系化简成单一闭合回路的直流电路,也是最基本的电路。而复杂直流电路是指不能用电阻串并联等效的电路。;§2-1电阻的串联;学习目标
1.掌握电阻串联电路的特点。
2.掌握电阻串联电路的应用。;一、电阻串联电路
在电路中,电阻的连接方式是多种多样的。如果把多个电阻逐个顺次连接起来,就组成了串联电路。如图a所示即3个电阻的串联电路。;串联电路具有以下特点:
1.I=I1=I2=I3=…=In
上式说明,在串联电路中各处电流相等。这是因为电阻串联时,电路中无分支,电流只有一条通路,使得单位时间内通过导体任意横截面的电荷量都相等。
2.U=U1+U2+U3+…+Un
上式说明,串联电路两端的总电压等于各电阻两端的电压之和。
3.R=R1+R2+R3+…+Rn
在串联电路中,总电阻(也叫作等效电阻)等于各串联电阻之和。;4.在串联电路中,各电阻两端的电压与它的阻值成正比,即:
5.串联电路中,各电阻消耗的功率与电阻的大小成正比,即在串联电路中,阻值越大的电阻消耗的功率越大,阻值越小的电阻消耗的功率越小。;二、电阻串联在实际中的应用
电阻串联的应用非常广泛,在实际工作中常见的有分压作用、限流作用以及获得大电阻等。
1.电阻串联具有分压作用
因为电阻通过电流要产生电压降,承担了电路的一部分电压,所以电阻串联具有分压作用。利用串联电阻具有分压作用的原理,可以做成电阻分压器、电位器等;也可以在只能测量小电流的表头上串联一个适当阻值的电阻,实现扩大电压表量程的目的。;2.电阻串联具有限流作用
由串联电路的特点可看出:如果在电路中串联一个电阻,那么电路的等效电阻就要增大,在电源电压不变的情况下,电路中的电流将减小,所以串联电阻可起到限流作用。实际生产中,大型电动机启动时,为了防止启动电流过大,常在启动回路中串入一个启动电阻,以减小启动电流,这叫作电动机的串电阻启动。
3.电阻串联可以得到较大阻值的电阻
如现只有2kΩ的电阻若干,而急需10kΩ的电阻,则可以将5个2kΩ的电阻串联,从而得到10kΩ的电阻。;§2-2电阻的并联;学习目标
1.掌握电阻并联电路的特点。
2.掌握电阻并联电路的应用。;一、电阻并联电路
把几个电阻的一端连接在电路中的一个点上,另一端连接在另一个点上,这种连接方式叫作电阻的并联。如图a所示即3个电阻的并联电路。;并联电路具有以下特点:
1.U=U1=U2=U3=…=Un
上式说明,并联电路中各电阻两端的电压相等,且等于电路两端的电压。这是因为各并联电阻都是接在相同的两点之间,它们承受的电压必然也是相同的。
2.I=I1+I2+I3+…+In
上式说明,并联电路的总电流等于各电阻支路电流之和,并且总电流大于任何一个分电流。;3.
上式说明,并联电路总电阻(等效电阻)的倒数为各电阻的倒数之和,并且并联电路的总电阻小于任何一个分电阻。
4.
上式说明,在并联电路中,电流的分配与电阻大小成反比,即阻值越大的电阻分配到的电流越小;反之,电流越大。这个结论是并联电路特点的重要推论。;5.由电阻功率公式可得并联电路的功率特点是:
上式说明,在并联电路中,功率的分配也与电阻成反比,即阻值越大的电阻消耗的功率越小,阻值越小的电阻消耗的功率越大。
电路的总功率P=UI=P1+P2+P3;二、电阻并联在实际中的应用
电阻并联的应用也十分广泛,实际工作中常用的有以下几种。
1.分流作用
在电工测量中,广泛使用并联电阻的方法来扩大电流表的量程。;2.恒压供电
实际上凡是工作电压相同的负载几乎全都采用并联。
3.利用电阻的并联可以获得较小阻值的电阻
如现只有阻值为100Ω的电阻若干,而急需一个50Ω的电阻。这种情况下,只需将两个100Ω的电阻并联,就能得到一个50Ω的电阻。;§2-3电阻的混联;学习目标
1.掌握电阻混联的定义。
2.掌握电阻混联的计算方法。
3.掌握电阻混联电路的应用。;一、电阻混联电路
电阻的串联与并联是电路最基本的连接形式。但在一些实际电路中,可能既有电阻的串联,又有电阻的并联,这种电路就叫作电阻的混联电路,如图所示。;1.应用电阻的串联、并联特点,逐步简化电路,求出电路的等效电阻。
2.由等效电阻和电路的总电压,根据欧姆定律求出电路的总电流。
3.由总电流,再根据欧姆定律和电阻串并联的特点,求出各支路的电压和电流。;但是,对于某些较复杂的混联电路,如图a所示电路,