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如何设计并联电路?

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:在并联电路中,所有电流输入端子都是相互连接在一起的,所有电流输出端子也是相互连接在一起的。通过并联电路会使几个互不相关的用电器同时处在相同的电压下。并联电路的总电阻称为等效电阻,可代替分电阻。在并联电路中,等效电导等于单个电导之和。白炽灯泡、用电器或电动机均采用230V的标准电压,并并联在电路中。发电机、变压器及原电池,若其提供的电流大时也采用并联电路。

如何设计并联电路?

在并联电路中,所有电流输入端子都是相互连接在一起的,所有电流输出端子也是相互连接在一起的。

实验3-7:如图3-8所示,把白炽灯泡与一个电压源并联。测量电压源电压和每个用电器的电压,并比较它们的测量值。

在用电器上的电压和电压源上的电压均相同U=U1=U2=U3)。

在并联的用电器上,其电压均相同。

通过并联电路会使几个互不相关的用电器同时处在相同的电压下。市区电网的用电器都是并联的。

实验3-8:把3个12V/0.1A的白炽灯泡并联到一个电压源上。依次测馈线的电流和各个用电器的电流(图3-9),并比较它们的电流。

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图3-8 并联电路,电压测量

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图3-9 并联电路,电流测量

各单个用电器电流的和等于馈线的电流。

馈线的电流分配到每个单个用电器上。单个用电器的电流称为分路电流或分电流。

总电流:

在并联电路中,总电流等于各分电流之和。

I=I1+I2+…

式中 I——总电流,馈线中的电流;

I1I2——分电流,分路电流。

电流分流的点称为节点(图3-9)。在一个节点上可能有多个电流流入(正计数)和多个电流流出(负计数)。于是有节点电流定律(基尔霍夫第一定律):

在每个节点上流入电流的和等于流出电流的和。

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I流入电流的和∑I流出电流的和

实验3-9:把两个47Ω和100Ω不同大小的电阻并联在一起,然后把它们接到一个电压源上。测量它们各自的分电流,并按其电阻比较测量值。

流过大电阻的电流小,流过小电阻的电流大。

在并联电路中,各个电阻上的电压相同,而所流过的电流与其电阻成反比。

两个并联电阻的电压、电流与电阻的关系:

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式中 I1I2——分路电流,分电流;

R1R2——单个电阻;

U1U2——分电压。

在并联电路中,电流与其所相关的电阻成反比,流过大电流的电阻的阻值小。

实验3-10:把一个白炽灯泡接到一个具有稳定输出电压的电源上。测量馈线的电流和用电器的电压。然后,依次并联上两个和三个白炽灯泡,并观察电流表和电压表的指示。

对于并联电路,当用电器电压保持不变时,其馈线中的电流是随其用电器的增加而变大,而并联电路的总电阻却变小。

并联电路的总电阻称为等效电阻,可代替分电阻。在电压相同时,总电流等于并联的单个电阻上的电流之和。(www.xing528.com)

在并联电路中,等效电阻永远小于最小的单个电阻。

在并联电路中,分路电流累加成总电流,单个分路的电导累加成并联电路的等效电导。通过并联,电导增大。

在并联电路中,等效电导等于单个电导之和。

等效电阻和等效电导:

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式中 R——等效电阻;

R1R2——单个电阻;

G——等效电导;

G1G2——单个电导。

对于两个电阻的并联:

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对几个相同电阻的并联:

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式中 R——等效电阻;

R1——单个电阻;

n——相同电阻数。

计算例题1:

利用单个电导值计算图3-10两个电阻的等效电阻R

解:

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图3-10 两个电阻的并联

既可以用电阻的倒数计算,也可以用电导计算。

对于两个不同大小值的并联电阻,其等效电阻R的计算公式简化为

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计算例题2:

由计算例题1按两个并联电阻计算公式计算等效电阻。

解:

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对于几个等值的电阻,其并联电路的等效电阻等于单个电阻的几分之一,即R=R1/n

并联电路的应用。白炽灯泡、用电器或电动机均采用230V的标准电压,并并联在电路中。发电机变压器原电池,若其提供的电流大时也采用并联电路。为了扩大电流表的量程范围,可对电流表并联一个分流电阻。

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