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  • 串聯電路講解與電壓,電流關系解析
    • 發布時間:2022-03-29 16:57:15
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    串聯電路講解與電壓,電流關系解析
    串聯電路
    在串聯電路中,各段電壓與電阻成正比。幾個電路元件沿著單一路徑互相連接,每個節點最多只連接兩個元件,此種連接方式稱為串聯。以串聯方式連接的電路稱為串聯電路。
    串聯電路的特點
    1.開關在任何位置控制整個電路,即其作用與所在的位置無關。電流只有一條通路,經過一盞燈的電流一定經過另一盞燈。如果熄滅一盞燈,另一盞燈一定熄滅。
    2.優點:在一個電路中,若想控制所有電路,即可使用串聯的電路;
    3.缺點:只要有某一處斷開,整個電路就成為斷路,即所相串聯的電子元件不能正常工作;
    4.區分:串聯電路沒有分叉(支路)。
    串聯電路規律
    1.流過每個電阻的電流相等,因為直流電路中同一支路的各個截面有相同的電流強度。
    2.總電壓(串聯電路=兩端的電壓)等于分電壓(每個電阻兩端的電壓)之和。
    3.總電阻等于分電阻之和。
    4.各電阻分得的電壓與其阻值成正比,因為U=IR。
    串聯電阻及電流和電壓的大小
    串聯電路的特點
    串聯電路電流:由于串聯電路沒有分支,所以電路中電流是相同的(就好比水流一樣,水量都從一個線路流出時流量都是相同的,但有時候水可以堆積,但是電荷在電路中不能堆積,也不能在流動中自行消失。)。即,不論是電阻大的地方,還是電阻小的地方,電流大小是相等的。
    串聯電路電壓:因為串聯電路各段電流是相同的,這樣,根據歐姆定律便可得知:在電阻大的那段電路上承受的電壓變大,電阻小的那段電路上承受的電壓變小。也就是說,各段電路的電壓對應的電阻成正比例分配;我們利用歐姆定律分析前面的串聯電路圖便可得知:
    因為:U1=IR1;U2=IR2;U3=IR3
    所以:U1:U2:U3=R1:R2:R3
    串聯電路電功率:因為串聯電路各段電流相同,因此,各段功率也與對應的電阻成正比分配,這一點我們可以通過變換的電功率計算公式驗證:
    因為:P1=I2R1;P2=I2R2;P3=I2R3
    所以:P1:P2:P3=R1:R2:R3
    串聯電路的總電壓等于各段電壓之和:若總電壓是已知數,則分電壓由下式可得:
    U1=R1÷(R1+R2+R3)×U
    U2=R2÷(R1+R2+R3)×U
    U3=R3÷(R1+R2+R3)×U
    上面的公式稱為分壓公式。其實也就是算出電阻的比例然后乘總電壓就得出分電壓了。
    串聯電路的總電阻等于各段電阻之和:因為,串聯電阻越多,電流通過時遇到的阻力也就越大。好像增加了長度似的。下面我們依然使用變換的歐姆定律來驗證:
    因為:U=U1+U2+U3
    所以:IR=IR1+IR2+IR3
    同時相乘的I可以去除,則得:R=R1+R2+R3
    當R1=R2=R3=Ro時,R=3Ro,如此類推:n個相同阻值的電阻串聯,其總電阻等于n倍的分電阻,各電阻上的電壓為1/n倍總電壓。利用電阻串聯可以起到限流、分壓作用。
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