资料来源: 陈博士体育永,物理系 & 天文学、 科技大学、 普渡大学、 西拉斐特,在
这项实验演示当前如何分布在串联或并联、 串联的电阻和因而描述如何计算总的"有效的"抵抗。使用欧姆定律,它可能要转换之间的电压和电流通过一个电阻,如果已知的电阻。
两个电阻串联,(这意味着他们有线一个接一个),相同的电流会流经他们。电压将添加到"总电压",因此,共"有效抵抗"是两个电阻的总和。这有时称为"压"因为总电压分给两个电阻按他们个别的抵抗。
为两个电阻并联,(即,它们两个有线之间两个共享终端),当前是拆分两者虽然它们共享相同的电压。在这种情况下,总的有效电阻的倒数将等于两个电阻的倒数。
系列和并联电阻是大部分电路的一个关键组成部分,影响在大多数应用程序如何使用电力。
我流过"设备"(如电阻与电阻 R) 指的电荷 Q 流经每单位时间设备金额的电流:
(方程 1)
电流通过一个电阻 (与电阻 R) 被涉及到 V 的电压降在电阻器由欧姆定律:
(公式 2)
电阻器系列:
两个串联的电阻 (R1和 R2) 系列 (图 1) 中,电流的连续性是指通过 R1的电流等于电流通过 R2,即通过两个电阻的电流。这给:
(方程 3)
因为设备上的电压降表示潜在差异之间的两个"终端"上两个电阻, 的总电压降 V 之间每个电阻器是个别电压下降的总和:
(方程 4)
因此,对欧姆定律的总压降等于有效抵抗或 R1 和 R2,当前时间的总和:
(方程 5)
因此,总或"有效"电阻 R 全系列组合等于 V / 我。因此,串联电阻的有效电阻值等于个人抵抗的总和。那是
(方程 6)
这可以也推广到多个电阻串联组合。例如,如果一个大的电阻与一个很小的电阻串联连接,总阻力将主要确定由大的电阻。
进一步,总电流 I 等于总电压降 V 除以有效的抵抗,或者两个电阻的总和:
(方程 7)
因此,个别压降 (V1和 V2) 可以向总压降 V 作为相关:
(方程 8)
和,
(方程 9)
这种关系描述"电压司",或如何电压分两个系列电阻器电阻成正比。
图 1:图中显示两个电阻串联连接。
并联电阻:
如果两个电阻相反以并联方式连接,如图 2所示它们共享相同的电压降 V,但总电流是平分他们的意见:
(方程 10)
和,
(方程 11)
因此:
(方程 12)
这也意味着有效电阻,R,是等于"产品总和"的两个并联电阻,或:
(方程 13)
任何电阻也是一个导体,和电导 G 的电阻 R 定义为逆的阻力:
(方程 14)
在第二个平等是欧姆定律 (方程 2)。
然后为并联电阻:
(方程 15)
那就是,"并联导纳添加"。
如果阻力大很小的电阻并联连接,主要由小的电阻,有大电导确定的总电阻。
对于并行连接,电流将划分比例电导
和
(方程 16)
这也意味着,
和
(方程 17)
(注意然而,分子是其他电阻)。
所有这些例子中,很重要,请注意,它假定电线的连接电阻都可以忽略不计的小电阻 R1和 R2。如果不是这样,电线本身应该建模为 R1和 R2,串联电阻和添加他们抵抗要成为 R1和 R2的一部分。
图 2:图中显示两个电阻并联连接。
1.实践产生及测量电流、 电压和电阻
图 3: 提供一个通过电阻 R 的电流和电压测量的电路框图。
图 4: 跨电阻 R 和测量电流电压的电路框图。
图 5: 连接的万用表测量电阻器的电阻。
2.在系列电阻器
3.并联电阻
4.串联和并联连接的指示灯
代表预期从以上步骤下面列出结果在表 1中为并联电阻电阻器系列,和表 2中。
根据表 1中的结果,总电阻 R 来衡量服从方程 6,在那里抵抗为系列中的组件添加给的总电阻。表 2中的结果表明,电阻并联如下方程 12 (或方程 13) 中的总电阻,并联电阻的倒数 (即,电导) 添加给的总的有效电阻。
当使用发光二极管代替电阻器,很明显指示灯连接并行都相似到连接到相同的电压源的单 LED 的亮度。这是因为由电压、 供电指示灯和并联连接的共享相同的电压源 (在本例中 1 V)。因此,配置并不影响每个 LED 的操作。相比之下,串联两个 Led 的调光比单个 LED。这是因为每个系列中的两个指示灯只接收 0.5 V 电压作为拆分它们之间。
R1 | R2 | R系列 |
100 Ω | 100 Ω | 200 Ω |
10 Ω | 10 Ω | 20 Ω |
100 Ω | 10 Ω | 110 Ω |
表 1:数据收集两大系列电阻 R1和 R2和总的有效电阻 R = R系列。
R1 | R2 | R平行 |
100 Ω | 100 Ω | 50 Ω |
10 Ω | 10 Ω | 5 Ω |
100 Ω | 10 Ω | 9.1 Ω |
表 2.数据收集两个并联电阻 R1和 R2和总的有效电阻 R =R。
在这个实验中,我们已检讨如何使用电压和电流源和万用表 (电压表、 电流/安培计、 欧姆计) 来验证当前连续性和欧姆的法。我们还演示了电阻串联连接的添加和电导在并行连接的添加。
系列和并行连接是共同在许多电路应用。例如,若要使用一个电压源 V 作为一个电流源为一些设备电阻 R1,连接多大固定的电阻 R2电压源与设备研发1。然后,通过 R1的电流是大约 V/R2.
当任何电器或设备插入墙上的 110 V 电源插座时,连接是在平行与可能已经在插入其他文书。他们都分享 110 V 普通电压和每个应操作而不影响其他-某些范围的操作条件。
实验的作者承认援助的加里 · 哈德逊的材料制备和 Chuanhsun 李演示视频中的步骤。
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