电阻系列

介绍

电阻是任何电气或电子电路的基本组件。通常在大量的情况下发现电阻器，而不管电路的尺寸如何。电阻可以串联或并联或两者的组合连接。为了减少电阻器不同组合的并发症，应遵循一些规则。

当电流相同时，两个电阻器称为串联。串联的电阻器可以用一个电阻器代替。所有的电阻器都遵循欧姆定律和基尔霍夫电流定律等基本定律，无论它们的组合和复杂性。

电阻系列

当一组电阻器背靠背连接在一条单线上时，我们称它们是串联的。同样的电流流过所有的电阻器。串联的电阻器有共同的电流。

在串联电阻网络中，流动的电流量在所有点处都会相同。

我_R1= I._R2= I._R3= I._AB。

考虑以下串联电阻电路

这里，电阻器R1，R2和R3各值1Ω，2Ω和3Ω串联连接。相同的电流将流过所有电阻，因为它们串联连接。电路的总电阻等于各个电阻的总和。

如果R_T是总阻力吗

R_T= r1 + r2 + r3

现在电路的等效电阻是

R_eq.= R1 + R2 + R3

R_eq.=1Ω+2Ω+3Ω

R_eq.= 6Ω

现在串联组合的电阻可以由单电阻器r代替_eq.值6Ω。

等同的抵抗公式

在串联电阻网络中，总电阻等于各个电阻通过每个电阻的各个电阻之和。

∴r._全部的= R.₁+ R.₂+ R._3.

例如，考虑如下所示串联的两个电阻

串联两个3Ω电阻的组合相当于具有单个6Ω电阻。因此，上述电路与以下相同

类似地，考虑如下所示的三个串联电阻

三个3 Ω电阻串联的组合相当于一个9 Ω电阻。因此，上面的电路与下面相同

这种电阻被称为电路等效电阻，用于替换串联的任何数电阻器。

如果系列网络中有n个电阻，那么

R_eq.= R.₁+ R.₂+ R._3.+ ...... .. + r_n

由上述方程可以得出一个观察结果。串联电阻的等效电阻总是大于最大电阻的电阻。

电压计算

对于串联电阻，每个电阻之间的电压不遵循与电流相同的规则。在电阻串联的情况下，电阻之间的总电压等于每个电阻之间的单个电位差的总和。

在上述电路中，每个电阻器之间的电位差可以用欧姆定律来计算。串联电路的电流为1a。然后根据欧姆定律

电阻R1上的电位差为I × R₁= 1×1 = 1 V.

电阻器R2上的潜在差异是i×r₂= 1×2 = 2 V.

电阻R3之间的电位差是I × R_3.= 1×3 = 3 V.

因此总电压V_AB= 1v + 2v + 3v = 6v。

考虑三个电阻R的串联₁，R.₂和R._3.目前我流过他们。

设A到B的电势降为v。电势降是每个电阻器上的单个电势降之和。然后根据欧姆定律

通过R的势降₁是V._R1= i×r₁

通过R的势降₂是V._R2= i×r₂

通过R的势降_3.是V._R3= i×r_3.

∴V= v_R1+ V._R2+ V._R3

∴v= i×r₁+ i×r₂+ i×r_3.

如果在上述电路中串联连接的电阻的等效电阻是r_eq.， 然后

v = i×r_eq.

如果R1系列中有n个电阻器，R2....Rnthen the total voltage across them is sum of individual potential difference across each resistor.

V_T= V._R1+ V._R2+ ...... + v_Rn

在n个电阻的串联电阻组合中，如果每个电阻的电阻值不同，则每个电阻之间的电势不同。

n串联组合的电阻各具有不同的电阻将在它们上具有n不同的潜在差异。这种类型的电路将形成一个分压器。分压器电路是电位计构造的基础。

在串联电路中，电压、电流或电阻的值可以用欧姆定律计算出来。电阻可以在一个串联电路中交换，而不影响每个电阻的总功率、电流或电路的总电阻。

串联示例的电阻

1.提供以下电路以计算A和B之间的总电压。

两个电阻器R1和R2串联连接。

R₁=2Ω和r₂=3Ω.

电路中的电流为I = 5a

单个电压降可以用欧姆定律计算如下

电阻器R1上的电压降为V._R1= i×r₁= 5×2 = 10V

电阻R2上的压降为V_R2= i×r₂= 5×3 = 15V

总电压降为各个电压降的总和。

v = V._R1+ V._R2= 10 + 15 = 25V

另一种方法是通过计算串联组合的等同电阻。串联组合中的各个电阻可通过相当于电阻的单个电阻器代替。两个电阻器R1和R2串联的等效电阻是

R_eq.= R.₁+ R.₂= 2 + 3 =5Ω

然后根据欧姆的法律，

A和B的电压降

v = i×r_eq.= 5 × 5 = 25v。

2. 考虑以下电路，其中每个电阻上的各个电位液滴的值以及串联组合中的电流给出。串联组合的总电阻为r =30Ω。电路中的电流为1 A.

R = 30Ω and I = 1

流过每个电阻的电流是相同的。

I = i1 = i2 = i3 = i4 = 1。

根据欧姆定律，可计算出电阻值为

R₁= V.₁/我₁

R₁= 5/1 =5Ω

同样R.₂= V.₂/我₂

R₂= 8/1 =8Ω

和R_3.= V._3./我_3.

R_3.= 7/1 =7Ω

河流的潜力₄未指定。但是r的价值₄可由电路的总电阻或等效电阻的值来计算。

R_eq.= R.₁+ R.₂+ R._3.+ R.₄

∴r.₄= R._eq.- （R.₁+ R.₂+ R._3.)

R₄= 30 - （5 + 8 + 7）

R₄= 10Ω

现在越过R的势₄可以计算为

V₄= I.₄×R.₄

∴v.₄= 1×10 = 10V

总电压V_AB可以用两种方法计算。

第一个方法是使用个体潜在差异。

总电压等于各个电位差之和。

V_AB= V.₁+ V.₂+ V._3.+ V.₄

式中，V1、V2、V3、V4分别为电阻R1、R2、R3、R4之间的电位差。

因此V_AB= 5 + 8 + 7 + 10

V_AB= 30 V.

第二种计算总电压的方法是利用等效电阻的值。

总电压等于电流和等效电阻的产品。作为i = 1 a和r，给出总电流和等效电阻的值_eq.=30Ω。

因此V_AB= i×r_eq.

V_AB= 1×30

V_AB= 30 V.

应用程序

当两个不同电阻的电阻串联时，它们之间的电压是不同的。这种方法是分压电路的基础。

如果分压电路中的一个电阻被传感器替换，那么被感知的量就被转换成一个容易测量的电信号。常用的传感器有热敏电阻和光敏电阻。在热敏电阻中，电阻随温度的变化而变化。例如，假设热敏电阻在温度为25时的电阻为10 KΩ⁰C.相同的热敏电阻可以在100的温度下具有100Ω的电阻⁰C.因此，基于温度，热敏电阻的潜在跌落将不同。可以校准根据温度的这种电阻变化，以从热敏电阻上的电位下降找到温度值。

图 - 光传感器电路

另一种采用电阻串联的传感器是光敏电阻或光相关电阻。在光相关电阻中，电阻根据入射光的强度而变化。在没有光的情况下，一个典型的光相关电阻的电阻高达1 MΩ。在有光的情况下，与光相关的电阻器的电阻下降到一个小值，一般在几个欧姆的顺序。这种电阻随光强的变化会导致不同的电压降。电压降可以通过校准来发现特定波长的光的存在。