电阻是可以在所有类型的电气系统中找到的基本电气元件。此外,故意安装的电阻并不是我们在设计和分析电路时需要考虑的唯一电阻来源。
电阻无处不在——例如,在导线和接线、集成电路引脚以及连接到电容器和电感器的端子中。理解电阻是理解电子学的重要一步。
电阻并联
许多影响电路运行的电阻源可以以各种方式组合。两种最重要的电阻配置之一被称为并联。
当一个电阻器的端子与另一个电阻器的端子连接到相同的两个节点时,我们说电阻是并联的。
并联电路中的电阻
参考下图。
这两个电阻并联
R 1的上端和R 2上端通过理想化的零电阻导线连接,两个下端相同。这意味着两个上端有相同的电压,即节点电压V A,两个下端电压相同,即节点电压V B。
因此,我们说每个电阻器的电压是相同的:
VR1=VR2=VA–VB
电压相同
上述电压关系不仅是与并联电阻相关的有趣特性。相反,它是并联电阻基本特点:如果电阻连接在两个节点之间,每个电阻两端的电压相同,电阻并联。
识别并联电阻的唯一可靠方法是了解共享电压的标准,即同两个节点之间的连接。
并联电阻——示例
在许多情况下,并联电阻确实画成两条平行线;然而,并联绘制的电阻可能不是电气并联绘制的,我们经常遇到电气并联但不是并联绘制的电阻器。
让我们看一些例子。这些电阻并联吗?
是的,因为两个电阻的左端子连接到同一个节点,而两个电阻的右端子连接到同一个节点。
下图还包含并联电阻;不要让物理配置分散你对两个电阻器上相同电压的注意力。
在下图中,R 1和 R 2是并联的吗?
在这种配置中,我们确实有两个并联但 R 1和 R 2不并联,因为它们没有连接到同一个节点。相反,我们可以说R 1与R 2和R 3的组合电阻并联。
让我们再看一个例子。这些是并联电阻吗?
原因如下:两个电阻两端的电压相同(5 V),但由于两个电阻连接到两个独立的电压源,电压不同。
我在这个例子中的意图是强调必须是两个节点相同并联电阻之间的连接是事实。并联电阻具有相同的数值电压降,因为它们连接在相同的两个节点之间。如果它们连接到不同的节点,即使它们看起来并联,也不是并联的。
并联电阻中的电流
在这一点上,我们知道并联电阻的两端电压是一样的,但我们可以说流过并联电阻的电流呢?
由于并联电路的每个电路的每个电流都不能应用一个简单的通用规则来为我们提供流过并联电阻的电流的具体信息分支都是独立的。我们用术语分支来指定两个共享电压节点之间的电流路径之一。
在上图中,R 1形成 V A和 V B分支之间,R 2形成第二个分支。下图还有两个分支,但第二个分支由三个电阻器组成(R 2、R 3和 R 4)组成。
每个支路的电流由支路的电阻和两端的电压决定。并联电阻网络中的支路电流之间没有固定的关系。
分流
两个串联电阻可用作分压器。施加到网络上的总电压分布在两个电阻器之间,设计师可以使用两个电阻器之间的节点来产生所需的电压。
并联电阻对电流有类似的影响:流入网络的总电流分布在并联支路之间。高电阻支路占总电流的比例较小,低电阻支路占总电流的比例较大。
概括
当电阻器连接到相同的两个节点时,它们并联。因此,并联电阻器在各自的端子上具有相同的电压。从一个节点到另一个节点的不同并联电流路径称为支路,一个支路可以由一个或多个电阻组成。
流过支路的电流取决于支路的电阻欧姆定律计算。