串联电路
在串联电路中,各段电压与电阻成正比。几个电路元件沿着单一路径互相连接,每个节点最多只连接两个元件,此种连接方式称为串联。以串联方式连接的电路称为串联电路。
1.开关在任何位置控制整个电路,即其作用与所在的位置无关。电流只有一条通路,经过一盏灯的电流一定经过另一盏灯。如果熄灭一盏灯,另一盏灯一定熄灭。
2.优点:在一个电路中,若想控制所有电路,即可使用串联的电路;
3.缺点:只要有某一处断开,整个电路就成为断路,即所相串联的电子元件不能正常工作;
4.区分:串联电路没有分叉(支路)。
串联电路规律
1.流过每个电阻的电流相等,因为直流电路中同一支路的各个截面有相同的电流强度。
2.总电压(串联电路=两端的电压)等于分电压(每个电阻两端的电压)之和。
3.总电阻等于分电阻之和。
4.各电阻分得的电压与其阻值成正比,因为U=IR。
串联电阻及电流和电压的大小
串联电路电流:由于串联电路没有分支,所以电路中电流是相同的(就好比水流一样,水量都从一个线路流出时流量都是相同的,但有时候水可以堆积,但是电荷在电路中不能堆积,也不能在流动中自行消失。)。即,不论是电阻大的地方,还是电阻小的地方,电流大小是相等的。
串联电路电压:因为串联电路各段电流是相同的,这样,根据欧姆定律便可得知:在电阻大的那段电路上承受的电压变大,电阻小的那段电路上承受的电压变小。也就是说,各段电路的电压对应的电阻成正比例分配;我们利用欧姆定律分析前面的串联电路图便可得知:
因为:U1=IR1;U2=IR2;U3=IR3
所以:U1:U2:U3=R1:R2:R3
串联电路电功率:因为串联电路各段电流相同,因此,各段功率也与对应的电阻成正比分配,这一点我们可以通过变换的电功率计算公式验证:
因为:P1=I2R1;P2=I2R2;P3=I2R3
所以:P1:P2:P3=R1:R2:R3
串联电路的总电压等于各段电压之和:若总电压是已知数,则分电压由下式可得:
U1=R1÷(R1+R2+R3)×U
U2=R2÷(R1+R2+R3)×U
U3=R3÷(R1+R2+R3)×U
上面的公式称为分压公式。其实也就是算出电阻的比例然后乘总电压就得出分电压了。
串联电路的总电阻等于各段电阻之和:因为,串联电阻越多,电流通过时遇到的阻力也就越大。好像增加了长度似的。下面我们依然使用变换的欧姆定律来验证:
因为:U=U1+U2+U3
所以:IR=IR1+IR2+IR3
同时相乘的I可以去除,则得:R=R1+R2+R3
当R1=R2=R3=Ro时,R=3Ro,如此类推:n个相同阻值的电阻串联,其总电阻等于n倍的分电阻,各电阻上的电压为1/n倍总电压。利用电阻串联可以起到限流、分压作用。
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