一、电阻的串联
由两个或两个以上内阻作不分四路的联接的方式,称为阻值的串联,如右图1所示。串联电路具有以下特点:
图1阻值的串联及其等效电路
1.流过每位内阻的电压均相等:
I=I1=I2=I3
2.总电流等于各内阻两端电流之和:
Uab=U1+U2+U3
3.电路总内阻(等效内阻)为各内阻之和:
Rab=R1+R2+R3
4.各内阻两端的电流和消耗的功率与其电阻成反比:
U1:U2:U3=R1:R2:R3
P1:P2:P3=R1:R2:R3
例1:有一块电流表,它的最大量程是250V,电阻r0=250kΩ。假如要用它检测450V左右的电流,应当采取哪些举措能够使用?
图2串联内阻扩大电流表阻值
解:按照串联内阻才能分压的原则,可与电流表串联一个内阻。在检测较大电流时,中联内阻会分去部份电流,使电流表所承受的电流不超过它的最大量程250V。假定现要把阻值扩大到500V,设被串入的内阻为Rb,电流表的电阻r0上分担的电流是250V,如图2所示。由于串联内阻上电流的分配与内阻值的大小成反比,所以
即电流表串联一个250kΩ的内阻,就可以检测500V以内的电流。该串联内阻称作为倍压内阻。
二、电阻的并联
由两个或两个以上内阻接在电路中相同的两个节点之间的联接方式,称为内阻的并联电路,如图3所示。并联电路具有以下特性:
图3内阻的并联及其等效电路
1.各内阻两端电流相等:
Uab=U1=U2=U3
2.总电压等于各内阻中电流之和:
I=I1+I2+I3
3.电路中总内阻(等效内阻)的倒数等于各内阻的倒数之和。按照欧姆定理和I=I1+I2+I3可得:
4.通过各阻值的电压及消耗的功率均与其电阻成正比:
例2:有一个检测电压的微安表,其最大量程为100μΑ,电阻r0=1kΩ,假如要检测10mA的电压,应采取哪些举措能够实现?
图4并联内阻扩大电压表阻值
解:按照并联内阻才能分流的原则,可与电压表并联一个内阻,在检测较大电压时电阻并联求电流,并联内阻分去一部份电压,使通过电压表的电压不超过它的最大量程,如图4所示。由于:
I0=100μΑ=0.1mA,r0=1kΩ,I=10Ma
且IfRf=I0r0
所以
即与电压表并联一个10.1欧姆的内阻就可以检测10mA的电压。该并联内阻称为分流内阻。
三、电阻的混联
假如在一个电路中,既有串联的内阻,又有并联的内阻,则该电路称为混联电路(俗称为复联电路)。估算和剖析混联电路,一般可以按以下三步骤:
1)首先合并单纯的串联和并联部份,算出电路的总内阻。
2)按照总内阻和总电流估算电路的总电压。
3)按照串联电路中的分压关系和并联电路中的分流关系,逐渐估算各部份的电压和电流。
例3:如图5所示,已知R1=6Ω,R2=12Ω,RL=6Ω电阻并联求电流,电源电流U=220V,试求输出电流的变化范围。
图5例3图
解:当可变内阻触头在a点时,电路的总内阻为