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电阻电路图:了解连接和功能

  • 发表时间:2021-11-09 08:50:34
  • 来源:本站
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关于电阻器电路图,电阻器是电子设备中最关键的电子元件之一。它们是限制电流流动的无源元件,提供特定的压降,并充当电路的电气负载

您可以通过不同方式配置电阻器来实现这些目标。有串联连接的初级电阻器、并联连接的电阻器和串联和并联连接的电阻器组合三个初级电阻器。

本文将涵盖所有三种类型,并附有展示它们如何工作的图表!让我们开始吧!

  1. 串联电阻

串联连接的电阻器具有两个或多个首尾相连的电阻器,所有电阻器的电压相同。

如何串联电阻

电阻电路图

假设电线的电阻可以忽略不计,将每个电阻器的末端连接到电源输出源。电阻是串联的,所以如果一个电阻有 R1,另一个电阻也有电阻 R2。总电阻是 单个电阻值的总和在这种情况下,我们使用欧姆定律进行计算。

串联电阻电路中的欧姆定律

欧姆定律指出,电流与任何导体两点间的电压成正比在我们的例子中,电阻。

在下图中,我们有一个带有一系列电阻连接的简单电路。第一个电阻的阻值为R1,第二个电阻的阻值为R2。

电阻电路图

根据欧姆定律;V=IR

V = I * R_t 

这里的 R_t 是我们在电路中连接的电阻器的有效电阻。电阻电路两端的源电压 (V) 与电压相同。此外,电阻器是串联的,因此它们具有相同的电位降。我们也可以使用欧姆定律来找到这个值。

串联电路中的电流和功率

串联电阻电路

          (串联电阻电路)

在串联电阻电路中,所有电阻之间的总电流 (I) 相同。也就是说,流过电阻_1的电流与流过电阻_2的电流相同。此外,电流输出等于电池提供的电流输出。重要的是,如果向电路添加更多电阻器,当前值会在整个过程中减小。这是因为尽管电阻不同,但电阻均分电流量。 

所以,当前;I_t = I_1=I_2。

同样,电流,我也是=V/Rt 

换句话说,施加的电池电压(V)除以有效电阻(Rt)。

功率由公式给出;P=V*I

在串联电路中,施加的电位差是每个电阻器上各个电压的总和。

因此,在计算电力时;P=V_total*I_total

串联电路中的有效电阻

等效电阻是单个电阻器需要的电阻量等于课程中存在的电阻器集合的整体效果。 

电阻电路图

在简单的串联电路中,总电阻等于各个电阻值的总和。为了澄清起见,将电阻值相加。但是,电阻器也具有相同的电位降。 例如,在上面的电路中,有效电阻方程为: 

Rtotal = R1 + R2 + R3

R_t = 5Ω+ 10Ω+ 5Ω= 20Ω 

示例应用

LED限流

LED限流电路图

(LED限流电路图)

LED具有不同的额定电流;因此,每个都需要等于或小于其额定值的电流。否则,如果流过电路的电流过大,它们将被损坏或毁坏。这是危险的,可能导致组件损坏或更糟:火灾!因此,最好使用串联电阻连接来保护您的电路。串联电阻限制了 LED 上的最大压降,使其在安全工作条件下运行!

并联电阻

对于并联连接的电阻器,所有电阻器的一端通过标准电线连接。同样,所有其他端都通过标准电线连接。  

如何并联电阻

电阻并联示意图

(电阻并联图)

在上面的例子中,我们有一个并联电阻的简单电路。并联电阻器是不同的,因为每个电阻器的末端都没有连接到电源,而是共享一个点作为它们的共享连接。此外,假设电线的电阻可以忽略不计。

电阻电路图—— 并联电阻电路中的欧姆定律

我们使用欧姆定律来找到流过每个并联电阻的单个电流。这是因为每个电阻器上的电位降相等。在每个电阻两端的输出电压恒定的情况下,电流 I=V/R

电阻电路图—— 并联电路中的电流和功率

对于并联配置电路中的电阻器,并联支路上的电压降是相同的。此外,流经电路的电流与流经每个电阻器的单个电流的总和相同。但是,如果在电路中添加更多电阻,则电路的整体电阻会降低。

并联分流

(并联时分流)

由于总电流共享被分配到每个电阻器上。 

因此,应用电流方程 I_t=I_1+I_2 

也就是说,流过电路的总电流等于流过电阻的分流电流。

使用 P=VI 可以找到电阻器消耗的总功率。其中 I 是以安培为单位的总电流,V 是每个并联电阻上的电压。电阻值最大的电阻器获得最低的电流,而单个电阻值最小的电阻器获得的电流最佳。

所以; P=VI

P = (I_1 + I_2) * V

因此,对于每个电阻器,电阻器 R_1 I1= V1/R1。电阻 R_2 I2= V2/R2

并联电路中的有效电阻

下图有助于解释如何在并联电路中找到有效电阻。

解释有效阻力的示意图

(解释有效电阻的示意图)

要计算等效电阻,我们需要根据基尔霍夫环路定律了解结点规则并联配置电路中的总电阻是所有反向电阻总和的倒数。也就是说; 如果你有两个并联的电阻,实际的电阻计算就变成了;

电路方程如下; 

由于电流在结点分流,根据环路规则,则 I=I1+I2

并且,由于 V=I1R1 和 I1R1=I2R2

那么,电流,I = I_1+ I_2

                                  =V1/R1+V2/R2

但是V是一样的=V/R1+V/R2

                                  = V [1 / R1 + 1 / R2] = V / Req

                                  1/请求= 1/R1+ 1/R2 

此外,方程式电阻 Req=[1/R1+ 1/R2]⁻¹

电阻串并联组合

在电阻器组合中,一些电阻器采用串联结构,而另一些则采用并联结构。

最重要的是,这些是 需要理解的复杂的电路。在组合电路中寻找电阻的核心概念是将整个过程转换为串联电路。通过将并联电路中的等效电阻理解应用于整个组合电路,可以快速完成。

电阻器电路图—— 如何串联和并联电阻器

电阻组合电路

(电阻组合电路)

串联和并联电阻器非常简单。首先,您所要做的就是并联 R2 和 R3。然后,单击每个电阻器的末端以创建一个节点。现在,将另一个电阻 R1 添加到连接节点,如上图所示。最后,将电线末端连接到电源。总电阻是每个电阻值的总和;在这种情况下,请使用欧姆定律进行计算。

电阻电路图 - 串联和并联电阻电路组合中的电流和功率

总电流是所有单个电流的总和,功率也是如此。如果多个电阻并联,则它们将共享一个公共输出电压源。重要的是,这是 假设它的 内阻可以忽略不计。这也意味着每个电阻器上的电压将低于串联时的电压。

电阻串联和并联

(电阻串联和并联)

如果您有串联和并联的电阻组合,则必须使用各种电压和电流分配。请记住,它们是需要理解的复杂联系。

使用欧姆定律的组合形式找到总输出电流,其中 I=V/R_total。

这意味着连接的电阻在它们之间共享电流。

总功率与串联相同,但每个电阻器耗散的电流和电压较少。

P = VI = (Vsource / R_total) * I

电阻电路图—— 串联和并联电路中的有效电阻

f串并联电阻电路

(串并联组合电阻电路)

电阻器组合的等效电阻取决于它们的值和连接方式。因此,使用欧姆定律可以找到各种串联和并联电阻器电路中的总电阻。

首先,R_total = Req(Series) + Req(Parallel)

然后,Req parallel= Req₂₃=(1/R2+ 1/R3)⁻¹ 

                                  = (1 / 10Ω + 1 / 10Ω) ⁻¹ = 5Ω

接下来,并联的电阻器 2 和 3 现在与 R1 串联。

所以,R-total=Req(series) +Req(Parallel)

                Rt = 5Ω + 5Ω = 10Ω。

串联和并联电阻器有助于控制电流,同时限制电气负载上的电位降

电阻电路图 - 示例应用

冰箱电路图

(冰箱电路图)

在冰箱电路中,存在电阻电路的组合。在上图中,当冰箱门打开时,灯泡变暗。这是因为冰箱的电机消耗大量电流。结果,当电路中的 R1 经历巨大的电压降时,灯泡接收到低功率因此变暗。电阻器组合有助于限制通过电路的最大电流量。同时,它们提供了跨电力负载的特定潜在降低。

概括

总之,我们已经涵盖了三种最常见的电阻电路图类型。我们希望您现在对不同的连接类型及其工作方式有了更好的了解。

现在您可以设计电阻电路了!如果您对如何执行此操作有任何其他问题,请与我们联系。