并聯電路

并聯電路

物理學術語
并聯是元件之間的一種連接方式,其特點是将2個同類或不同類的元件、器件等首首相接,同時尾尾亦相連的一種連接方式。通常是用來指電路中電子元件的連接方式,即并聯電路。
    中文名:并聯電路 外文名: 别名: 英文名:parallel connection 性質:連接電路元件的基本方式之一 特點:并聯元件兩端電壓相等

主要特點

并聯是将二個或二個以上二端電路元件中每個元件的二個端子,分别接到一對公共節點上的連接方式如圖1所示,圖示為n個二端元件的并聯。它們都接到一對公共節點之上,這對節點再分别與電路的其他部分連接。

并聯電路的特點主要有:

(1)所有并聯元件的端電壓是同一個電壓,即圖示電路中的V。n

(2)并聯電路的總電流是所有元件的電流之和。圖示電路中,i是總電流,i1、i2、i3分别是元件1、2、3的電流,i=i1+i2+i3。n

(3)電路有若幹條通路。n

(4)幹路開關控制所有的用電器,支路開關控制所在支路的用電器。n

(5)各用電器相互無影響。

實例:民用照明燈泡都是并聯接到220V額定電壓的電源上,因此每隻燈泡所承受的電壓均為220V,而外電路的總電流則是流過所有燈泡的電流之和。特點計算

電阻并聯

線性時不變電阻元件并聯時,并聯組合等效于一個電阻元件,其電導(電阻的倒數)等于各并聯電阻的電導之和,稱為并聯組合的等效電導,其倒數稱為等效電阻。設圖1中元件是電阻器,電阻器1、2、3的電阻分别是R1、R2、R3,它們的電導分别是G1、G2、G3。則并聯電路的總電阻R和總電導G按下面的公式計算:

電容并聯

n個電容器并聯在一起。現将電源連接于這并聯電路的兩端。從電容的定義,可以得到,通過第k個電容器的電流ik等于其電容Ck乘以其兩端的電壓改變率。

按照基爾霍夫電壓定律,電源兩端的電壓等于每一個電容器兩端的電壓:

根據基爾霍夫電流定律,從電源(直流電或交流電)給出的電流等于通過每一個電容器的電流的代數和:

所以,n個電容器并聯的等效電容Ceq為:電感并聯n個無互感理想電感器并聯在一起,類似前面所述方法,可以計算出其等效電感Leq為其中,Li是第i個電感器的電感。

由于電感器産生的磁場會與其鄰近電感器的纏繞線圈發生耦合,很難避免緊鄰的電感器彼此互相影響。物理量互感M能夠給出對于這影響的衡量。上述方程描述n個電感器無互感并聯的理想案例。

由電感分别為L1、L2,互感為M的兩個電感器構成的并聯電路,其等效互感Leq為:

假設兩個電感器分别産生的磁場或磁通量,其方向相同,則稱為“并聯互助”,以方程表示,

假設兩個電感器分别産生的磁場或磁通量,其方向相反,則稱為“并聯互消”,以方程表示,

對于具有三個或三個以上電感器的并聯電路,必需考慮到每個電感器自己本身的自感和電感器與電感器之間的互感,這會使得計算更加複雜。

開關并聯

兩個以上開關并聯在一起,會形成邏輯“或電路”。假設連接電源于這電路的兩端,則隻要其中任意一個開關為閉合時,電流就會流通。

電源并聯

假設一個電池組是以幾個電壓相同的單電池以并聯方式連接成電源,則此電源兩端的電壓等于每一個單電池兩端的電壓。例如,假設一個電池組内部含有四個單電池并聯在一起,它們共同給出1安培電流,則每一個單電池給出0.25安培電流。很多年前,并聯在一起的電池組時常會被使用為無線電接收機内部真空管燈絲的電源,但這種用法現在已不常見。當電壓不同的兩個或更多電源并聯連接時,由于有電勢差的存在,電池組内部會形成電流回路,造成電能在電池組内部的消耗。

串聯區别

最直觀的區别是這兩種連接方式的電池所表現的不同特點,四節電池串聯起來有6V,而并聯則仍然隻有1.5V。

1.串聯電路:把元件逐個順次連接起來組成的電路。如圖,特點是:流過一個元件的電流同時也流過另一個。例如:節日裡的小彩燈。在串聯電路中,閉合開關,兩隻燈泡同時發光,斷開開關兩隻燈泡都熄滅,說明串聯電路中的開關可以控制所有的用電器。

2.并聯電路:把元件并列地連接起來組成的電路,如圖,特點是:幹路的電流在分支處分兩部分,分别流過兩個支路中的各個元件。例如:家庭中各種用電器的連接。在并聯電路中,幹路上的開關閉合,各支路上的開關閉合,燈泡才會發光,幹路上的開關斷開,各支路上的開關都閉合,燈泡不會發光,說明幹路上的開關可以控制整個電路,支路上的開關隻能控制本支路。

3.串聯電路和并聯電路的特點:在串聯電路中,由于電流的路徑隻有一條,所以,從電源正極流出的電流将依次逐個流過各個用電器,最後回到電源負極。因此在串聯電路中,如果有一個用電器損壞或某一處斷開,整個電路将變成斷路,電路就會無電流,所有用電器都将停止工作,所以在串聯電路中,各幾個用電器互相牽連,要麼全工作,要麼全部停止工作。在并聯電路中,從電源正極流出的電流在分支處要分為兩路,每一路都有電流流過,因此即使某一支路斷開,但另一支路仍會與幹路構成通路。由此可見,在并聯電路中,各個支路之間互不牽連。

串聯分壓,并聯分流。

原理:在串聯電路中,各電阻上的電流相等,各電阻兩端的電壓之和等于電路總電壓。可知每個電阻上的電壓小于電路總電壓,故串聯電阻分壓。

在并聯電路中,各電阻兩端的電壓相等,各電阻上的電流之和等于總電流(幹路電流)。可知每個電阻上的電流小于總電流(幹路電流),故并聯電阻分流。電阻的串并聯就好像水流,串聯隻有一條道路,電阻越大,流的越慢,并聯的支路越多,電流越大。

判斷方法

串聯和并聯是電路連接兩種最基本的形式,它們之間有一定的區别。要判斷電路中各元件之間是串聯還是并聯,就必須抓住它們的基本特征,具體方法是:

(1)用電器連接法:分析電路中用電器的連接方法,逐個順次連接的是串聯;并列在電路兩點之間的是并聯。

(2)電流流向法:當電流從電源正極流出,依次流過每個元件的則是串聯;當在某處分開流過兩個支路,最後又合到一起,則表明該電路為并聯。

(3)去除元件法:任意拿掉一個用電器,看其他用電器是否正常工作,如果所有用電器都被拿掉過,而且其他用電器都可以繼續工作,那麼這幾個用電器的連接關系是并聯;否則為串聯。

(4)用筆畫線代替導線,能用一根導線将所有用電器連起來即為串聯,不能則為并聯。

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