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六 串并联电压电流规律

1.写在前面

人教的教材这一部分作为探究出现,课本上没有给出结论,而要求通过实验探究得出结论.在此,我直接给出结论,但如有条件强烈建议亲手实验一下.

串并联电压电流规律总而言之一句话:串联分压,并联分流.

2.串联

串联的电压电流规律如下:

首先用文字概括:

串联电路中,总电阻等于各个元件电阻之和,总电压等于各个元件分得电压之和,通过各元件的电流相等,每个元件分得电压之比等于它们电阻之比.

然后是符号:

通俗地概括来说,在串联电路中,电流处处相等,各元件分得的电压取决于电阻,电阻大的分得的电压大.

另外,教科书上还给了一个推论:串联电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都要大.

为什么会这样呢?可以使用水的比喻来解释:

假设有一个水管子,由多个不一样粗的水管连接而成.现在加上一个水泵(相当于电源,提供水压)

首先,我们很容易想象出,所有的水都在同一根水管子里流动,各点通过的水流自然是一样多的.

但水通过一个较粗的水管(电阻小的元件),流速就会变慢(因为水流没有变,要保证单位时间通过的水量相等,就只好让流速慢一点),水压也就降下来了.电阻越小,降得越多.

总电阻为什么是所有电阻之和呢?还记不记得以前提到过的,电阻大小与长度成正比?两个电阻串联相当于组成了一个更长的新电阻(如图1).

图1

3.并联

依然是先文字后符号

并联电路中,总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数和,干路电流等于各支路电流之和,各支路电压相等,每个支路分得的电流和它的电阻成反比.

符号:

也就是说,并联电路各支路两端电压相等,电阻越小分得的电流越大.

注意,这里没有"电源电流"这个概念.因为电流取决于电阻和电压,不像电源电压是电源的一个属性.在阅读完下一章后你也许会有一个更清楚的认识.

(但很多电源会说明可以提供的最大电流是多少,意为电流不可超过这个数,否则会烧坏)

教材上的推论是这样的:并联电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小.

原因仍然用水来解释(这个例子真的很不错)

假如一根水管子,把它在某处分出若干根水管(如图2)

图2

分出每根水管的水压应该是一样的,而水流则被各个管子瓜分.电阻大(管子细)的分到的水流自然少.

总电阻为什么比任何一个支路的电阻都小呢?我们还用同样的方法.两个电阻并联相当于组成了一个更粗的电阻(如图3)

图3

说了这么多东西,不知你记住了多少.要记住这些东西很简单,记住:串联分压并联分流.

串并联电压电流规律就是这些内容.下面我将通过若干道例题来展示如何应用这些规律.

4.例题

1.现在你能否解释为什么电压表要和用电器并联,电流表要和用电器串联?
解答:为了测量电压,必须让电压表两端的电压与被测元件相同.因为并联电路电压相等,所以电压表要和被测元件并联.为了不让电压表分得的电流太大,所以把电阻做的很大.电流表与之类似.

5.习题

因为本章内容和欧姆定律结合非常紧密,请参考欧姆定律一章.