在之前的教程中,我们学习了怎样将各个阻值器联接在一起以产生串联内阻器网路或并联内阻器网路,但是我们使用欧姆定理来查找每位内阻器组合上的各类电压和电流。但我们也可以将内阻串并联组合在一起。
假如我们想在同一电路中以“同时”并联和串联组合形式将各类内阻器联接在一起以形成更复杂的内阻网路串联和并联电阻热量,我们怎么估算这种内阻组合的组合或总电路内阻、电流和电流呢?
将串联和并联内阻网路组合在一起的内阻电路一般称为内阻组合或混和内阻电路。估算电路等效内阻的方式与任何单个串联或并联电路的方式相同,希望我们如今晓得串联内阻器承载完全相同的电压,并联内阻器两端具有完全相同的电流。
比如,在下边的电路中估算取自12v电源的总电压(IT)。
乍一看,这也许是一项繁重的任务,但假如我们仔细观察,都会发觉两个阻值器R2和R3实际上都以“串联”组合联接在一起,因而我们可以将它们加在一起形成一个等效阻值与我们在串联内阻教程中所做的相同。因而,该组合的合成内阻为:
R2+R3=8Ω+4Ω=12Ω
所以我们可以用一个内阻值12Ω的阻值取代里面的内阻R2和R3
所以我们的电路现今有一个与内阻器R4“并联”的阻值器RA。在并联多项式中使用我们的内阻器,我们可以使用两个并联联接内阻器的公式将此并联组合减小为单个等效内阻器值R(组合),如下所示。
由此形成的内阻电路如今看上去像这样:
我们可以看见剩余的两个内阻R1和R(梳状)以“串联”组合联接在一起,但是它们可以再度加在一起(内阻串联),因而A点和B点之间的总电路内阻为给出为:
R(ab)=Rcomb+R1=6Ω+6Ω=12Ω
这样就可以用一个12Ω的内阻取代里面原先电路中原先连在一起的四个内阻。
通过使用欧姆定理,流经电路的电压值(I)估算如下:
之后我们可以看见,任何由多个内阻组成的复杂内阻电路都可以通过使用上述步骤替换所有串联或并联联接在一起的内阻,将其简化为只有一个等效内阻的简单单个电路。
我们可以更进一步,使用欧姆定理找到两个环路电压I1和I2,如图所示。
V(R1)=I*R1=1*6=6伏特
V(RA)=VR4=(12–VR1)=6伏
因而:
I1=6V÷RA=6÷12=0.5A或500mA
I2=6V÷R4=6÷12=0.5A或500mA
因为两个环路的内阻值相同,均为12Ω,因而I1和I2的两个环路电压也相等,均为0.5A(或500mA)。因而,总电源电压IT为:0.5+0.5=1.0安培,如上估算。
在进行这种修改后,使用复杂的内阻器组合和内阻网路有时更容易勾画或重新勾画新电路,由于这有助于作为物理的视觉辅助。之后继续更换任何串联或并联组合,直至找到一个等效内阻REQ。让我们尝试另一个更复杂的内阻组合电路。
内阻串联和并联示例No2
找出以下内阻组合电路的等效内阻REQ。
同样,乍一看,这个内阻矩形网路虽然是一项复杂的任务,但和先前一样,它只是联接在一起的串联和并联内阻的组合。从右边开始,使用两个并联阻值的简化等式,我们可以找到R8到R10组合的等效阻值,并将其称为RA。
RA与R7串联,因而总内阻将为RA+R7=4+8=12Ω,如图所示。
这个12Ω的内阻值现今与R6并联,可以估算为RB。
RB与R5串联,因而总内阻将为RB+R5=4+4=8Ω串联和并联电阻热量,如图所示。
这个8Ω的内阻值现今与R4并联,可以估算为RC,如图所示。
RC与R3串联,因而总内阻将为RC+R3=8Ω,如图所示。
这个8Ω的内阻值现今与R2并联,从中我们可以估算出RD为:
RD与R1串联,因而总内阻将为RD+R1=4+6=10Ω,如图所示。
之后,里面由十个串联和并联组合联接在一起的独立内阻组成的复杂组合内阻网路可以仅用一个值为10Ω的等效内阻(REQ)取代。
在求解由串联和并联大道的内阻组成的任何组合内阻电路时,我们须要采取的步是辨识简单的串联和并联内阻大道,并用等效内阻替换它们。
这一步将使我们能否增加电路的复杂性,并帮助我们将复杂的组合内阻电路转换为单个等效内阻,记住串联电路是分压器,并联电路是分流器。
然而,估算不能简化为使用等效内阻的简单并联或串联电路的更复杂的T-pad衰减器和内阻桥网路须要不同的方式。这种更复杂的电路须要使用基尔霍夫电压定理和基尔霍夫电流定理来解决,这将在另一个教程中进行处理。
在下一个关于内阻器的教程中,我们将研究包括内阻器在内的两点之间的电势差(电流)。