电路的串联和并联是电路连接的最基本形式。 无论是在维修钳工执照的考点还是在电机工程中,并联电路和串联电路都是重要的考点,需要认真研究。
哪些是串联电路
顾名思义,串联就是将一系列链接在一起; 我们可以看到上图中的电阻值不止两个,也就是一个接一个串联在一起,形成一个没有支路的电路。 这些链接形式的电路是串联电路。 ; 当电阻串联时,就是串联电阻。 该电阻可以是纯电阻,也可以是任何电阻元件(例如负载甚至电线本身)。
串联电阻与电压电流大小
串联电路电压:由于串联电路中没有支路,所以电路中的电流是相同的(就像水流一样,水流出一根线时流量相同,但有时水会积聚,而且电荷不能在电路中积累,也不能在流动中自行消失。)。 即无论哪里电阻大,哪里内阻小,电压都是一样的。
串联电路电流:由于串联电路各段电压相同,所以,根据欧姆定律可知,电阻值大的电路所承受的电流变大,电路所承受的电流越大内阻变化小。 小的。 也就是说,电路各段电流对应的电阻值是按比例分布的; 借助欧姆定律分析下面的串联电路图我们就可以知道:
因为:U1=IR1; U2=IR2; U3=IR3
所以:U1:U2:U3=R1:R2:R3
串联电路的电功率:由于串联电路各段电压相同,各段功率也与对应的内阻成反比分布,可通过变换后的电功率估算公式验证:
因为:P1=I2R1; P2=I2R2; P3=I2R3
所以:P1:P2:P3=R1:R2:R3
串联电路的总电流等于各部分电流之和:若总电流为已知数,则分电流可由下式求得:
U1=R1÷(R1+R2+R3)×U
U2=R2÷(R1+R2+R3)×U
U3=R3÷(R1+R2+R3)×U
上述公式称为分压公式。 当然,计算出电阻值的比值乘以总电流后,就可以得到分流电流。
串联电路的总内阻等于各节内阻之和:因为串联的内阻越大串联和并联的电流电压电阻,电流通过时遇到的阻力就越大。 好像厚度变薄了。 下面我们还是用变换后的欧姆定理来验证:
因为:U=U1+U2+U3
所以:IR=IR1+IR2+IR3
同时加入的I可以消去,则:R=R1+R2+R3
当R1=R2=R3=Ro,R=3Ro,以此类推:n个电阻值相同的电阻串联,总内阻等于n倍分压内阻,各内阻上的电流是总电流的 1/n 倍。 借助串联的内阻,可以起到限流和分压的作用。
串联电路估算题
直流电动机串联内阻电路的估算问题
如下图所示的直流电机串联电路图中,定子的内阻Ro很小,启动时电压很高,会毁坏电机。 为了限制启动电压,启动时在转子上串联一个限流内阻。 若电源电流U=220V,电机电阻Ro=1Ω,额定电压为10A;
不加启动内阻(串联内阻R)时,试估算启动电压; 为使启动电压不超过额定电压的两倍,串联限流内阻应加多大?
解决方法:启动内阻不串联时,启动电压可直接乘以电流和定子内阻;
欧姆定理:I=U/R; 代入本题:I=U/r0=22/1=220A
要将启动电压限制在额定电压的2倍,即20A范围内,应加多少启动内阻R(串联限流内阻)。 这时,我们按照“串联电路总内阻等于各节内阻与”的原则估算:
欧姆定理:I=U/R; 代入本题:I=U÷(R+ro)
估算内阻:R=(U-Iro)÷I=(220-20×1)÷20=10Ω
也可以先算出20A时需要的内阻220÷20=11Ω,再除以现有电阻Ro=1Ω。
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