并聯電阻

并聯電阻

物理學名詞
概述圖所示兩電阻并列連接在電路中稱為并聯電阻,另外由單純的并聯電阻或用電器(用電器:如,電視機,空調,電腦等)構成的電路稱為并聯電路。對比于第二個電路,電阻(用電器),依次連接起來的為串聯電路。
  • 中文名:并聯電阻
  • 外文名:shunt resistance
  • 所屬學科:

定義

并聯電路:并聯的各支路電壓相等,幹路電流等于各個支路和。

表達式:電阻……并聯,電壓==……=幹路電流:=++……+由于=,=/,代入,并聯電阻的功率比::……:=^2/:^2/……^2/=:……由于是純電阻,發熱比:……:=比=:……

計算方法

計算公式

1.總電流的計算

(總)

即總電流等于通過各個電阻的電流之和

2.總電壓的計算

(總)

并聯電路各支路兩端的電壓相等,且等于總電壓

3.總電阻值的計算

/(總)

即總電阻的倒數等于各分電阻的倒數之和

特别的,兩電阻并聯總值為:

對于n個相等的電阻并聯,公式就簡化為并=/n

4.并聯電阻值的估算(并聯阻值比任何一個電阻的值都小)

(1)若并聯的兩電阻值之間超過四倍,則總電阻小于任一并聯電阻之值。

(2)若并聯的兩電阻值之間小于四倍,則總電阻小于。鑒于根号不便于口算,還可證明當兩電阻值之間小于三倍,則總電阻小于

注:結論(1)(2)無論有沒有四倍之間的關系結論總是成立的,隻是并聯電阻關系不同,估算的值精度不同。結論(2)可以利用基本不等式證明。舉例:兩電阻2和4,用(1)估算小于2,用(2)估算小于,或1.5。

圖解法

1.方法一

若要求的并聯電阻值,可先作直角坐标系xOy,并作Y=X的直線l,在OX軸上取A點,使OA長度等于的阻值,在OY軸上取B點,使OB長度等于的阻值,連結AB與直線l相交于M點,則M點的坐标(X或Y)值即為的并聯阻值。

證明:作MD⊥OX

∵△AOB∽△ADM

∴AO/BO=AD/DM

因OD=DM,并設其長度為的數值

/=(-)/

解得:=(·)/(+)

此即的并聯電阻的阻值。

應用若需求三個電阻的并聯電阻值,可先求的并聯電阻,得到D點,再在OY軸上取C點,使OC長度等于的值,連CD與l直線交于N點,則N點的坐标值為的并聯總阻的阻值。例如,令=4Ω,=12Ω,=6Ω,的并聯總阻為3Ω,的并聯總阻為2Ω。

2.方法二

在平面上任取一點O,用相互交角為120°的三矢量作為坐标軸OX、OY、OZ(每軸均可向負向延伸),若要求的并聯電阻,隻要在OX軸上取OA長等于的值,在OY軸上取OB長等于值,連結AB,交OZ軸(負向)于C點,則OC長度(絕對值)即為所求并聯電阻阻值。

證明

面積S△AOB=S△AOC+S△BOC

即(1/2)AO×BO×Sin120°

=/(+)

應用可方便地連續求解多個電阻的并聯值。例如,若要求的并聯總阻的阻值,隻需先求出并聯後的阻值(即得到C點),再在OA的負向取一點D,快OD長等于的值,連結CD交OY軸于E點,則OE長即為的并聯總阻的阻值。如=4Ω,=12Ω,=6Ω,按此法可求出=3Ω;三電阻并聯電阻值為2Ω。

以上求解方法對于求電容器串聯、彈簧串聯,凸透鏡成象等與電阻并聯有相似計算公式的問題,同樣适用。

數學方法

因為在并聯電路中幹路電流等于各個支路電流之和總=++++.........+,幹路電壓等于各用電器電壓

總===……=

總=/

=總/

=/

=/

=/

=/

所以(總)

所以(總)+......

性質特點

串聯電路

歐姆定律:=/

變形求電壓:=

變形求電阻:=/

電壓的關系:=+

電流的關系:==

電阻的關系:=+

并聯電路

電壓的關系:==

電流的關系:=+

電阻的關系:=+

電功的計算:=

電功率的定義式:=/

常用公式:=

焦耳定律放=

對于純電阻電路而言:(總)

照明電路的總功率的計算:

故障處理

1、原因

高壓斷路器加裝并聯電阻的目的是限制操作過電壓。并聯電阻一般有金屬絲電阻和線性陶瓷電阻。我國500kV的SF6斷路器一般都裝有合閘電阻,阻值為400Ω的是線性瓷電阻,由于容量有限,所以容易被燒壞。當實測并阻電阻與出廠或交接試驗測量值不符時,對陶瓷電阻而言,可能存在的原因如下:

(1)電阻片老化,導緻電阻值增大。

(2)電阻片被擊穿,導緻電阻值降低。

(3)多串電阻并聯時.若阻值顯著增大,則可能是某串電阻斷開所緻。

2、處理方法

有人認為在斷路器不開合空載長線路時,并經廠家同意可考慮取消合閘電阻。關于取消合閘電阻問題仍在讨論中。

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