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等效電阻的三種求法

鉅大LARGE  |  點擊量:5748次  |  2019年08月22日  

等效電阻

幾個連接起來的電阻所起的作用,可以用一個電阻來代替,這個電阻就是那些電阻的等效電阻。也就是說任何電回路中的電阻,不論有多少只,都可等效為一個電阻來代替。而不影響原回路兩端的電壓和回路中電流強度的變化。這個等效電阻,是由多個電阻經(jīng)過等效串并聯(lián)公式,計算出等效電阻的大小值。也可以說,將這一等效電阻代替原有的幾個電阻后,對于整個電路的電壓和電流量不會產(chǎn)生任何的影響,所以這個電阻就叫做回路中的等效電阻。


就是用一個電阻代替串聯(lián)電路中幾個電阻,比如一個串聯(lián)電路中有2個電阻,可以用另一個電阻來代替它們。首先把這兩個電阻串聯(lián)起來,然后移動滑動變阻器,移動到適當(dāng)?shù)牡胤骄涂梢?,然后記錄下這時的電壓與電流,分別假設(shè)為U和I。然后就另外把電阻箱接入電路中,滑動變阻器不要移動,保持原樣,調(diào)整變阻器的阻值,使得電壓和電流為I和U。


在電路分析中,最基本的電路就是電阻電路。而分析電阻電路常常要將電路化簡,求其等效電阻。由于實際電路形式多種多樣,電阻之間聯(lián)接方式也不盡相同,因此等效電阻計算方法也有所不同。本文就幾種常見的電阻聯(lián)接方式,談?wù)劦刃щ娮璧挠嬎惴椒ê图记伞?/p>

一、電阻的串聯(lián)

以3個電阻聯(lián)接為例,電路如圖1所示。


根據(jù)電阻串聯(lián)特點可推得,等效電阻等于各串聯(lián)電阻之和,即


由此可見:


(1)串聯(lián)電阻越多,等效電阻也越大;


(2)如果各電阻阻值相同,則等效電阻為R=nR1


二、電阻的并聯(lián)

電路如圖2所示。


根據(jù)電阻并聯(lián)特點可推得,等效電阻的倒數(shù)等


于各并聯(lián)電阻倒數(shù)之和,即:


上述結(jié)論能否推廣使用呢?即如果一個電阻是另一個電阻的3倍、4倍,,n倍。


例如,128電阻分別與48、38、28、18電阻并聯(lián)(它們的倍數(shù)分別是3、4、6和12倍),等效電阻如何計算?


不難看出:當(dāng)一電阻為另一電阻的n倍時,等效電阻的計算通式為


三、電阻的混聯(lián)

在實際電路中,單純的電阻串聯(lián)或并聯(lián)是不多見的,更常見的是既有串聯(lián),又有并聯(lián),即電阻的混聯(lián)電路。


對于混聯(lián)電路等效電阻計算,分別可從以下兩種情況考慮。


1.電阻之間聯(lián)接關(guān)系比較容易確定


求解方法是:先局部,后整體,即先確定局部電阻串聯(lián)、并聯(lián)關(guān)系,根據(jù)串、并聯(lián)等效電阻計算公式,分別求出局部等效電阻,然后逐步將電路化簡,最后求出總等效電阻。


例如圖3所示電路,從a、b兩端看進去,R1與R2并聯(lián),R3與R4并聯(lián),前者等效電阻與后者等效電阻串聯(lián),R5的兩端處于同一點(b點)而被短接,計算時不須考慮,所以,等效電阻:


值得注意的是:等效電阻的計算與對應(yīng)端點有關(guān),也就是說不同的兩點看進去,等效電阻往往是不一樣的,因為對應(yīng)點不同,電阻之間的聯(lián)接關(guān)系可能不同。


例如圖3,若從a、c兩點看進去,R1與R2并聯(lián),R3與R4就不是并聯(lián),而是串聯(lián)(但此時R3+R4被短接),這樣,等效電阻為:


Rac=R1MR2


同理,從b、c看進去,R1與R2串聯(lián)(被短接),R3與R4并聯(lián),等效電阻:


Rbc=R3MR4


2.電阻之間聯(lián)接關(guān)系不太容易確定


例如圖4所示,各電阻的串、并聯(lián)關(guān)系不是很清晰,對初學(xué)者來說,直接求解比較困難。所以,可將原始電路進行改畫,使之成為電阻聯(lián)接關(guān)系比較明顯的電路,然后再進行計算。


具體方法步驟如下:


(1)找出電路各節(jié)點,并對其進行命名,如圖5所示。


在找節(jié)點時需注意:


等電位點屬于同一點,故不能重復(fù)命名,如上圖的c點,它是由三個等電位點構(gòu)成的,命名時必須將它們看成一點。


(2)將各節(jié)點畫在一條水平線上,如圖6所示。


布局各節(jié)點時需注意:為方便計算,最好將兩端點分別畫在兩頭,如圖6的a、b兩點。


(3)對號入座各電阻,畫出新電路。即將各電阻分別畫在對應(yīng)節(jié)點之間,這樣,就構(gòu)成了一個與原始電路實質(zhì)相同,而形式比較簡單明了的新電路了,如圖7所示。最后再求等效電阻。


此方法可稱為節(jié)點命名法。它是分析電阻聯(lián)接關(guān)系比較復(fù)雜電路的一種實用的方法。


四、電阻的星形(Y)與三角形(v)聯(lián)接電路

求解這類電路等效電阻的基本思路,就是將電路作星形與三角等效互換,使之變成電阻串、并聯(lián)電路。


例如圖8所示電路。


此題還可以將R3、R4、R5變成Y形,或者將R1、R3、R4變成v(也可將R2、R3、R5變成v)等方法化簡進行計算。


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