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
若要求與的并聯電阻值,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)值即為與的并聯阻值。
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。