電流源串聯(lián)課件

3-1.1電路的組成

電常見的電路包括電源、導(dǎo)線、開關(guān)及負(fù)載四個(gè)元件，如圖3-1所示。

(a)實(shí)體圖

(b)電路圖

圖3-1電路的組成情形電路的組成3-1.1電路的組成

1.電源：驅(qū)使電荷移動(dòng)的能量來(lái)源，屬於電路中的主動(dòng)元件。

2.開關(guān)：控制電路電流的接通、切斷與保護(hù)作用。

3.負(fù)載：接收能量完成作功的元件，屬於電路中的被動(dòng)元件，

負(fù)載分成三類：電阻性負(fù)載電感性負(fù)載電容性負(fù)載

電路的組成3-1.1電路的組成電路中電流的流通情形如下：

1.通路：負(fù)載正常運(yùn)作，如圖3-2(a)所示。

2.斷路或開路(opencircuit)：負(fù)載無(wú)法正常運(yùn)作，如圖3-2(b)、(c)。

3.短路(shortcircuit)：不僅負(fù)載無(wú)法正常運(yùn)作，還會(huì)引發(fā)危險(xiǎn)，如圖3-2(d)所示。(a)通路(b)斷路1

(c)斷路2

(d)短路圖3-2通路、斷路與短路電路的組成試求下列各圖的電流。3-1通路、斷路、短路的意義(1)通路(2)斷路(3)短路通路、斷路、短路的意義試求下列各圖的電流。3-1通路、斷路、短路的意義根據(jù)歐姆定律：電流斷路造成電流不通，

故電流設(shè)導(dǎo)線電阻為0.002Ω(1)通路(2)斷路(3)短路通路、斷路、短路的意義3-1.2電路中常用名詞

電路中常用的名詞如下：

1.節(jié)點(diǎn)(node)：兩個(gè)或兩個(gè)以上元件連接的點(diǎn)。2.支路(branch)：兩節(jié)點(diǎn)間的電路。3.迴路(loop)：兩個(gè)以上的支路所組成的一個(gè)閉合電路。4.網(wǎng)目(mesh)：電路中最小的迴路；迴路中不再含有其他子迴路者。網(wǎng)目一定是迴路，但迴路不一定是網(wǎng)目。圖3-3電路中常用名詞說(shuō)明圖電路中常用名詞3-1.3串聯(lián)電路的定義圖3-4串聯(lián)電路的判斷(a)正確的串聯(lián)電路(b)不是串聯(lián)電路

串聯(lián)電路的定義3-1.3串聯(lián)電路的定義1.電池的串聯(lián)圖3-5電池的串聯(lián)(手電筒的應(yīng)用)

(a)正確的電池串聯(lián)(b)錯(cuò)誤的電池串聯(lián)串聯(lián)電路的定義試求下列各圖中各種電池串聯(lián)電路的電壓及電流。(1)正確接法

(2)錯(cuò)誤接法1

(3)錯(cuò)誤接法2

3-2電池串聯(lián)接法判斷電池串聯(lián)接法判斷試求下列各圖中各種電池串聯(lián)電路的電壓及電流。(1)正確接法

(2)錯(cuò)誤接法1

(3)錯(cuò)誤接法2

總電壓：3V+3V=6V總電壓：3V-3V=0V總電壓：3V-1.5V=1.5V總電流：總電流：總電流：3-2電池串聯(lián)接法判斷電池串聯(lián)接法判斷(1)SA、SB皆為OFF

(2)

SAOFF、SBON

(3)SA、SB皆為ON

開關(guān)的串聯(lián)如下圖所示。3-3開關(guān)接法判斷開關(guān)接法判斷(1)SA、SB皆為OFF

(2)

SAOFF、SBON

(3)SA、SB皆為ON

開關(guān)的串聯(lián)如下圖所示。3-3開關(guān)接法判斷結(jié)果：燈不亮結(jié)果：燈不亮結(jié)果：燈亮開關(guān)接法判斷3-1.3串聯(lián)電路的定義3.電阻的串聯(lián)圖3-6各種串聯(lián)電路

(a)一般型串聯(lián)

(b)拐彎性串聯(lián)

(c)複雜性串聯(lián)串聯(lián)電路的定義3-1.4串聯(lián)電路的特性1.電流：流經(jīng)各電阻的電流均相同，且等於總電流；即2.電壓降：電流流經(jīng)各電阻會(huì)產(chǎn)生電壓降圖3-7n個(gè)電阻的串聯(lián)電路

串聯(lián)電路的特性3-1.4串聯(lián)電路的特性3.外加電壓：等於各電阻電壓降之和，即4.總電阻：為各電阻之和，即串聯(lián)電路的特性3-1.4串聯(lián)電路的特性5.總電流：等於流經(jīng)各電阻的電流，且等於總電壓除以總電阻，即6.總功率：為各電阻功率之和，即其中串聯(lián)電路的特性例3-4圖右圖中，試求(1)總電阻(2)總電流(3)各電阻電壓降(4)各電阻消耗功率3-4串聯(lián)電路(1)串聯(lián)電路(1)例3-4圖右圖中，試求(1)總電阻(2)總電流(3)各電阻電壓降(4)各電阻消耗功率3-4串聯(lián)電路(1)(1)總電阻RT＝10＋15＝25

(2)總電流(3)各電阻電壓降V1＝I×10＝4×10＝40V

V2＝I×15＝4×15＝60V(4)各電阻消耗功率P1Ω＝I2×10＝42×10＝160W

P2Ω＝I2×15＝42×15＝240W串聯(lián)電路(1)1.本題電路中再多串聯(lián)一個(gè)25Ω的電阻，則總電流I=

A，

25Ω的端電壓為

伏，10Ω的消耗功率為

W。串聯(lián)電路(1)1.本題電路中再多串聯(lián)一個(gè)25Ω的電阻，則總電流I=

2

A，

25Ω的端電壓為

50

伏，10Ω的消耗功率為

40

W。(1)總電阻RT＝10＋15+25＝50

，總電流

(2)電阻電壓降V25

＝I×25＝2×25＝50V(3)電阻消耗功率P10＝I2×10＝22×10＝40W

串聯(lián)電路(1)例3-5圖右圖中，已知3Ω兩端電壓為6V，試求：(1)線路電流I(2)外加電壓E(3)R1消耗功率。2.假設(shè)串聯(lián)電路的電阻比R1：R2：R3=3：2：1，則其電壓比

V1：V2：V3=

，消耗功率比P1：P2：P3=

。3-5串聯(lián)電路(2)串聯(lián)電路(2)例3-5圖右圖中，已知3Ω兩端電壓為6V，試求：(1)線路電流I(2)外加電壓E(3)R1消耗功率。2.假設(shè)串聯(lián)電路的電阻比R1：R2：R3=3：2：1，則其電壓比

V1：V2：V3=

，消耗功率比P1：P2：P3=

。3-5串聯(lián)電路(2)(1)串聯(lián)時(shí)電流相等，故

(2)E＝I×RT＝2×(3+6+9)＝36V

(3)串聯(lián)電路(2)例3-5圖右圖中，已知3Ω兩端電壓為6V，試求：(1)線路電流I(2)外加電壓E(3)R1消耗功率。2.假設(shè)串聯(lián)電路的電阻比R1：R2：R3=3：2：1，則其電壓比

V1：V2：V3=3：2：1，消耗功率比P1：P2：P3=

3：2：1

。3-5串聯(lián)電路(2)串電壓降和電阻成正比V=IR，故電壓比和電阻比一樣=3：2：1

消耗功率和電阻也是成正比P=I2R，故消耗功率比=3：2：1(1)串聯(lián)時(shí)電流相等，故

(2)E＝I×RT＝2×(3+6+9)＝36V

(3)串聯(lián)電路(2)兩個(gè)規(guī)格分別為1Ω/1W及2Ω/4W的電阻器串聯(lián)後，相當(dāng)於幾歐姆、幾瓦特的電阻器？

3-6串聯(lián)電路(3)串聯(lián)電路(3)兩個(gè)規(guī)格分別為1Ω/1W及2Ω/4W的電阻器串聯(lián)後，相當(dāng)於幾歐姆、幾瓦特的電阻器？

等效電阻RT=1+2=3Ω

根據(jù)

串聯(lián)時(shí)，電流必須選取較小者，否則功率小者會(huì)燒毀，故串聯(lián)後總電流I只能為1A。

等效電功率P=I2RT=12×3=3W

3-6串聯(lián)電路(3)串聯(lián)電路(3)3.將二只額定功率分別為10W、50W的10Ω電阻串聯(lián)在一起，

則串聯(lián)後所承受的最大額定功率為多少瓦特？

串聯(lián)電路(3)3.將二只額定功率分別為10W、50W的10Ω電阻串聯(lián)在一起，

則串聯(lián)後所承受的最大額定功率為多少瓦特？

等效電阻RT=10+10=20Ω

根據(jù)串聯(lián)後總電流I為較小者1A，等效電功率P=I2×RT=12×20=20W

串聯(lián)電路(3)3-2.1克希荷夫電壓定律

1.定義：在任一封閉迴路中，按一特定方向作完整的“繞行”時(shí)，電壓升的總和等於電壓降的總和。

2.公式：圖3-8克希荷夫電壓定律說(shuō)明圖(a)電壓方程式為E1=E2+I×(R1+R2)(b)電壓方程式為E1+E2=I×(R1+R2+R3)

克希荷夫電壓定律例3-7圖(1)右圖(1)電路中，試求：(1)電流I(2)各電阻壓降V1及V2各為何？3-7KVL基本計(jì)算KVL基本計(jì)算例3-7圖(1)右圖(1)電路中，試求：(1)電流I(2)各電阻壓降V1及V2各為何？(1)應(yīng)用KVL：電壓升=電壓降即50=I×12＋10＋I(xiàn)×8

∴I＝2A

(2)V1＝I×12＝2×12＝24V

V2＝I×8＝2×8＝16V3-7KVL基本計(jì)算KVL基本計(jì)算例3-7圖(2)4.如右圖(2)電路中，試求：

(1)E＝

伏(2)假設(shè)I為2安培，則RT＝

Ω。

KVL基本計(jì)算例3-7圖(2)4.如右圖(2)電路中，試求：

(1)E＝

6

伏(2)假設(shè)I為2安培，則RT＝

9

Ω。

(1)應(yīng)用KVL：電壓升=電壓降即：12+E=8＋6＋4∴E＝6V。(2)KVL基本計(jì)算例3-8圖右圖電路中，試求：(1)I

、(2)Vab5.在本例中，求Vcd之值。

3-8KVL應(yīng)用(一)KVL應(yīng)用(一)例3-8圖右圖電路中，試求：(1)I

、(2)Vab10+20=30+40+I

(2+4+6+8)解得I=-2A(表示電流方向和預(yù)設(shè)方向相反)Vab=22+10=14V。

5.在本例中，求Vcd之值。

Vcd=30－26=18V。3-8KVL應(yīng)用(一)KVL應(yīng)用(一)例3-9圖右如右圖電路中，根據(jù)克希荷夫電壓定律，試求圖中VA、VB分別為多少？3-9KVL應(yīng)用(二)KVL應(yīng)用(二)例3-9圖右如右圖電路中，根據(jù)克希荷夫電壓定律，試求圖中VA、VB分別為多少？3-9KVL應(yīng)用(二)應(yīng)用KVL：電壓升=電壓降：左邊迴路：15＋4＝5＋VA＋VB

右邊迴路：VA＝3＋2＋3＋4解得VA＝12V，VB＝2VKVL應(yīng)用(二)3-2.2電壓分配原理圖3-9電壓分配定則說(shuō)明圖

如圖3-9為兩個(gè)電阻的串聯(lián)電路，根據(jù)克希荷夫電壓定律得知：E=I×RT

=I×

(R1+R2)以歐姆定律求得各電阻端電壓為：電壓分配原理3-2.2電壓分配原理經(jīng)整理後可得「電壓分配原理」或簡(jiǎn)稱「分壓原理」如下：表示：「某一電阻的電壓降」等於「該電阻與總電阻的比值」乘以「總電壓」。發(fā)現(xiàn)：串聯(lián)電路中，電阻愈大，分配到的端電壓愈大。電壓分配原理例3-10圖如右圖所示，試求bc兩端的電壓為何？6.本例中，試求ac兩端的電壓？3-10電壓分配原理基本運(yùn)算電壓分配原理基本運(yùn)算例3-10圖如右圖所示，試求bc兩端的電壓為何？應(yīng)用分壓原理：

6.本例中，試求ac兩端的電壓？3-10電壓分配原理基本運(yùn)算電壓分配原理基本運(yùn)算例3-10圖如右圖所示，試求bc兩端的電壓為何？應(yīng)用分壓原理：

6.本例中，試求ac兩端的電壓？3-10電壓分配原理基本運(yùn)算電壓分配原理基本運(yùn)算例3-11圖如右圖所示，各開關(guān)閉合時(shí)，伏特計(jì)指示分別為多少伏特？3-11電壓分配原理應(yīng)用(一)電壓分配原理應(yīng)用(一)例3-11圖如右圖所示，各開關(guān)閉合時(shí)，伏特計(jì)指示分別為多少伏特？只有S1閉合時(shí)，V＝120V只有S2閉合時(shí)，只有S3閉合時(shí)，只有S4閉合時(shí)，3-11電壓分配原理應(yīng)用(一)電壓分配原理應(yīng)用(一)7.本例的S2和S3同時(shí)閉合時(shí)，伏特計(jì)指示為

伏特。電壓分配原理應(yīng)用(一)7.本例的S2和S3同時(shí)閉合時(shí)，伏特計(jì)指示為

80

伏特。S2和S3同時(shí)閉合時(shí)，表示第2個(gè)R被短路，故電壓分配原理應(yīng)用(一)圖3-10家用電器的連接方式(並聯(lián)電路)兩個(gè)或兩個(gè)以上元件，彼此連接在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)者稱之為並聯(lián)。並聯(lián)電路的定義與特性圖3-11並聯(lián)的判斷

3-3.1並聯(lián)電路的定義

並聯(lián)電路上的電路元件採(cǎi)用並排連接，各支路的節(jié)點(diǎn)間不得再有元件，否則無(wú)法視為並聯(lián)，如圖3-11中，

1.R3、R4：視為並聯(lián)，因?yàn)橛袃蓚€(gè)共同的節(jié)點(diǎn)b、c。習(xí)慣上以“//”符號(hào)表示並聯(lián)，例如：「R3//R4」，表示R3和R4並聯(lián)。2.R1、R2：不是並聯(lián)，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)共同的節(jié)點(diǎn)a。3.R1、R3：不是並聯(lián)，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)共同的節(jié)點(diǎn)c。

並聯(lián)電路的定義(a)(b)(c)判斷下列哪一電路不屬於純並聯(lián)電路？3-12並聯(lián)電路判斷並聯(lián)電路判斷結(jié)論：圖(a)屬於純並聯(lián)電路結(jié)論：圖(b)不屬於純並聯(lián)電路結(jié)論：圖(c)屬於純並聯(lián)電路3-12並聯(lián)電路判斷並聯(lián)電路判斷圖3-12n個(gè)電阻的並聯(lián)電路

3-3.2並聯(lián)電路的特性如圖3-12中為一n個(gè)電阻的並聯(lián)電路，歸納並聯(lián)電路有下列特性：

(a)並聯(lián)電路

(b)等效電路

並聯(lián)電路的特性3-3.2並聯(lián)電路的特性1.電壓：並聯(lián)中各電阻的端電壓均相同，且等於電源電壓。2.電流：流經(jīng)各電阻的電流，根據(jù)歐姆定律發(fā)現(xiàn)：電阻愈大，電流愈小。並聯(lián)電路的特性3-3.2並聯(lián)電路的特性3.總電流：等於各支路電流之和；即4.總電導(dǎo)：為各支路電導(dǎo)之和；即表示：

總電阻的倒數(shù)

=各支路電阻倒

數(shù)之和。

總電阻

=各支路電阻倒

數(shù)之和再倒數(shù)。並聯(lián)電路的特性3-3.2並聯(lián)電路的特性5.只有兩個(gè)電阻的並聯(lián)電路，總電阻6.n個(gè)相同電阻值的電阻並聯(lián)，總電阻並聯(lián)電路的特性3-3.2並聯(lián)電路的特性7.總功率：為各電阻功率之和；即其中

並聯(lián)電路的特性例3-13圖如右圖所示，求下列各種並聯(lián)電路之總電阻。

(1)兩個(gè)不同電阻(2)兩個(gè)相同電阻(3)倍數(shù)關(guān)係的電阻。3-13並聯(lián)電阻值的計(jì)算並聯(lián)電阻值的計(jì)算例3-13圖如右圖所示，求下列各種並聯(lián)電路之總電阻。

(1)兩個(gè)不同電阻(2)兩個(gè)相同電阻(3)倍數(shù)關(guān)係的電阻。(1)(2)發(fā)現(xiàn)：兩個(gè)電阻值相同的電阻並聯(lián)後，總電阻為個(gè)別電阻的一半。(3)根據(jù)上一題的結(jié)論，從右邊兩兩並聯(lián)往左邊算即可。36//36＝18Ω，18//18＝9Ω，9//9＝4.5Ω，得總電阻RT3=4.5Ω。3-13並聯(lián)電阻值的計(jì)算並聯(lián)電阻值的計(jì)算8.今有兩個(gè)電阻R1及R2，已知R1＜R2，求下列關(guān)係：(1)兩電阻串聯(lián)後，總電阻RT

R2。(2)兩電阻並聯(lián)後，總電阻RT

R2。

9.比較相同電阻值並聯(lián)和串聯(lián)的差異：(1)有5個(gè)50Ω的電阻並聯(lián)，則其總電阻為

Ω。(2)有5個(gè)50Ω的電阻串聯(lián)，則其總電阻為

Ω。並聯(lián)電阻值的計(jì)算8.今有兩個(gè)電阻R1及R2，已知R1＜R2，求下列關(guān)係：(1)兩電阻串聯(lián)後，總電阻RT

＞

R2。(2)兩電阻並聯(lián)後，總電阻RT

＜

R2。

9.比較相同電阻值並聯(lián)和串聯(lián)的差異：(1)有5個(gè)50Ω的電阻並聯(lián)，則其總電阻為

10Ω。(2)有5個(gè)50Ω的電阻串聯(lián)，則其總電阻為

250Ω。並聯(lián)時(shí)總電阻

串聯(lián)時(shí)總電阻RT=n

R=550=250Ω

並聯(lián)電阻值的計(jì)算如右圖所示，求：(1)總電阻

(2)總電流(3)各電阻電流

(4)各電阻消耗功率(5)總功率。

3-14並聯(lián)電路基本計(jì)算例3-14圖並聯(lián)電路基本計(jì)算如右圖所示，求：(1)總電阻

(2)總電流(3)各電阻電流

(4)各電阻消耗功率(5)總功率。

例3-14圖(1)總電阻(2)總電流(3)各電阻電流

，，3-14並聯(lián)電路基本計(jì)算並聯(lián)電路基本計(jì)算如右圖所示，求：(1)總電阻

(2)總電流(3)各電阻電流

(4)各電阻消耗功率(5)總功率。

例3-14圖3-14並聯(lián)電路基本計(jì)算(4)各電阻消耗功率(5)總功率

或或

或

或

並聯(lián)電路基本計(jì)算10.假設(shè)並聯(lián)電路的電阻比R1：R2：R3=1：2：3，則其電流比I1：I2：I3=

，消耗功率比P1：P2：P3=

。

並聯(lián)電路基本計(jì)算10.假設(shè)並聯(lián)電路的電阻比R1：R2：R3=1：2：3，則其電流比I1：I2：I3=

6：3：2

，消耗功率比P1：P2：P3=

6：3：2

。

並聯(lián)電流，電流和電阻成反比，故電流比I1：I2：I3=6：3：2

並聯(lián)功率，功率和電阻成反比，故功率比P1：P2：P3=6：3：2

並聯(lián)電路基本計(jì)算如右圖所示，求：(1)總電阻

(2)各電阻電流(3)總電流(4)各電阻消耗功率例3-15圖3-15兩個(gè)相差很大的電阻並聯(lián)特性兩個(gè)相差很大的電阻並聯(lián)特性如右圖所示，求：(1)總電阻

(2)各電阻電流(3)總電流(4)各電阻消耗功率例3-15圖(1)總電阻(2)各電阻電流(3)總電流發(fā)現(xiàn)：大部分電流流向小電阻。(4)各電阻消耗功率3-15兩個(gè)相差很大的電阻並聯(lián)特性兩個(gè)相差很大的電阻並聯(lián)特性3-4.1克希荷夫電流定律(KCL)

1.定義：在電路中的任一節(jié)點(diǎn)上，流入該節(jié)點(diǎn)的總電流「等於」流出該節(jié)點(diǎn)的總電流。2.公式克希荷夫電流定律(KCL)3-4.1克希荷夫電流定律(KCL)

3.說(shuō)明例：如下圖根據(jù)KCL的ΣIin=ΣIout

，則I1+I4=I2+I3+I5或根據(jù)ΣIin－ΣIout=0，則I1+I4-I2-I3-I5=0(a)

(b)

圖3-13克希荷夫電流定律說(shuō)明圖

克希荷夫電流定律(KCL)如右圖所示，試求IX為多少安培？例3-16圖3-16KCL(一)KCL(一)如右圖所示，試求IX為多少安培？例3-16圖3-16KCL(一)由於中間四方形連結(jié)在一起，視為同一節(jié)點(diǎn)。

應(yīng)用KCL定律，流入＝流出即3＋1＋4＋2＋7

＝5＋6＋I(xiàn)X

故IX

＝6AKCL(一)如右圖所示，試求I1、I2、I3各為何？

例3-17圖(1)3-17KCL(二)KCL(二)如右圖所示，試求I1、I2、I3各為何？

例3-17圖(1)應(yīng)用KCL定律，依序求I1，I2，I3求I1：8＝1＋I(xiàn)1＋3故I1＝4A

求I2：I1＋6＝4＋I(xiàn)2

4＋6＝4＋I(xiàn)2

故I2＝6A

求I3：I2＋I(xiàn)3＋1＝5

6＋I(xiàn)3＋1＝5故I3＝－2A3-17KCL(二)KCL(二)11.如右圖(2)所示，求

IX

＝

A，IY

＝

A。例3-17圖(2)KCL(二)11.如右圖(2)所示，求

IX

＝

4

A，IY

＝

5

A。例3-17圖(2)I1＝2+5－

3

=4AI2＝7－1－

I1

=2AIX＝4+2

－

I2

=4AIY＝IX

+

6－5=5AKCL(二)如右圖所示，試求(1)I2(2)E(3)R1

(4)R3

各為何？

例3-18圖3-18KCL(三)KCL(三)如右圖所示，試求(1)I2(2)E(3)R1

(4)R3

各為何？

例3-18圖(1)以上面連接線為節(jié)點(diǎn)，應(yīng)用KCL定律

I2=8－1－3=4A(2)並聯(lián)電壓相同E=I2×3=4×3=12V(3)E=I1×R1=1×R1=12故R1=12Ω(4)E=I3×R3=3×R3=12故R3=4Ω3-18KCL(三)KCL(三)3-4.2電流分配原理如圖3-14為兩個(gè)電阻的並聯(lián)電路，依據(jù)3-3節(jié)得知：總電阻

以歐姆定律求得各電阻分支電流：圖3-14電流分配原理說(shuō)明圖電流分配原理3-4.2電流分配原理經(jīng)整理後可得「電流分配原理」或簡(jiǎn)稱「分流原理」如下：表示：

「分路電流」等於「另一電阻與兩電阻和之比值」乘以「總電流」。電流分配原理3-4.2電流分配原理表示：

「分路電流」等於「總電阻與該電阻的比值」乘以「總電流」。

發(fā)現(xiàn)：並聯(lián)電路中，電阻愈大，所分配到的電流愈小。電流分配原理如右圖所示，試求流過(guò)各電阻的電流及電源電壓各為何?例3-19圖3-19電流分配原理基本運(yùn)算(一)電流分配原理基本運(yùn)算(一)如右圖所示，試求流過(guò)各電阻的電流及電源電壓各為何?例3-19圖應(yīng)用分流原理(3-19)式：其中I2也可以應(yīng)用KCL：I=I1+I2

故I2＝

I－I1=9－6＝3A電源電壓E=I1R1=I2R2=6×30=3×60=180V3-19電流分配原理基本運(yùn)算(一)電流分配原理基本運(yùn)算(一)如右圖所示，試求流過(guò)各電阻的電流。例3-20圖3-20電流分配原理基本運(yùn)算(二)電流分配原理基本運(yùn)算(二)如右圖所示，試求流過(guò)各電阻的電流。例3-20圖首先求得並聯(lián)部分的總電阻RT

＝6//3//2＝1Ω應(yīng)用分流定則公式(3-20)：3-20電流分配原理基本運(yùn)算(二)電流分配原理基本運(yùn)算(二)12.本例中，試求Vab及E各為多少伏特？電流分配原理基本運(yùn)算(二)12.本例中，試求Vab及E各為多少伏特？Vab=I1

6=I2

3=I3

2=3

6=18V

E=18

12+3

6=234V

電流分配原理基本運(yùn)算(二)如右圖所示，試求Rab、I、I1、I2。例3-21圖3-21電流分配原理應(yīng)用電流分配原理應(yīng)用如右圖所示，試求Rab、I、I1、I2。例3-21圖(1)求總電阻

Rab＝2＋(20//(8＋10＋12))＋4＝2＋12＋4＝18Ω

(2)求總電流(3)

(4)3-21電流分配原理應(yīng)用電流分配原理應(yīng)用13.本例中，試求Vcd、Vef

及I3。

電流分配原理應(yīng)用13.本例中，試求Vcd、Vef

及I3。

Vcd

=I2

20=3

20=60V，Vef

=I1

10=2

10=20V

I3=I1+I2=2+3=5A電流分配原理應(yīng)用3-5.1電壓源1.理想電壓源：提供固定值的電壓輸出，不因輸出電流變化而改變。2.實(shí)際電壓源：為一固定值的電動(dòng)勢(shì)E及一內(nèi)部電阻r串聯(lián)而成內(nèi)部電阻愈小，產(chǎn)生的電壓降愈小，可以提高負(fù)載端的電壓；理想電壓源的內(nèi)阻可視為零。無(wú)內(nèi)阻，r=0r視為短路(a)理想電壓源(b)實(shí)際電壓源

(c)加上負(fù)載圖3-15電壓源

有一串連內(nèi)阻rr

越小越好電流電壓源下圖中，試求電壓源串聯(lián)後之等效電壓為何？例3-22圖3-22電壓源串聯(lián)電壓源串聯(lián)下圖中，試求電壓源串聯(lián)後之等效電壓為何？例3-22圖3-22電壓源串聯(lián)等效電路如上圖：rab＝2＋1＋3＝6Ω

Vab＝6－3＋9＝12V電壓源串聯(lián)下圖中，試求電壓源並聯(lián)後的等效電壓、電阻及電流。例3-23圖3-23電壓源並聯(lián)電壓源並聯(lián)下圖中，試求電壓源並聯(lián)後的等效電壓、電阻及電流。例3-23圖等效電壓等效電阻

等效電流本例中，當(dāng)只有單一電壓源時(shí)，

發(fā)現(xiàn)：電壓源並聯(lián)可以增加供應(yīng)到負(fù)載的電流(從1.8A提升到3A)，同時(shí)減少電壓源的內(nèi)阻(從3Ω降至1Ω)，降低功率損失。

3-23電壓源並聯(lián)電壓源並聯(lián)3-5.2電流源1.理想電流源：提供穩(wěn)定的電流，但其端電壓會(huì)隨負(fù)載不同而改變。

2.實(shí)際電壓源：為一恆定電流及一內(nèi)部電阻r並聯(lián)而成；

內(nèi)部電阻愈大，所分得的電流愈小，可以增加流過(guò)負(fù)載的電流；當(dāng)內(nèi)部電阻為無(wú)限大時(shí)，稱之為理想流源，如圖3-16所示。

內(nèi)阻無(wú)限大r視為開路(a)理想電壓源(b)實(shí)際電壓源

(c)加上負(fù)載圖3-16電流源

有一並聯(lián)內(nèi)阻rr愈大愈好IL=I-Ir電流源下圖中，試求電壓源並聯(lián)後之等效電流及電阻。例3-24圖3-24電流源並聯(lián)電流源並聯(lián)下圖中，試求電壓源並聯(lián)後之等效電流及電阻。例3-24圖等效電流

Iab=I1－I2+I3=6－3+9=12A等效電阻rab=r1//r2//r3=60//30//20=20//20=10

3-24電流源並聯(lián)電流源並聯(lián)下圖中，試求電流源串聯(lián)後的等效電路。例3-25圖3-25電流源串聯(lián)電流源串聯(lián)下圖中，試求電流源串聯(lián)後的等效電路。例3-25圖3-25電流源串聯(lián)等效電流

Iab

=I1=I2=6A等效電阻rab

=r1+r2=10+10=20

電流源串聯(lián)

1.常見的電路連接方式有下列Y形和Δ(三角,delta)形。2.

Y形又稱為星形(star)或T形，如圖3-17(a)。3.Δ形又稱為π形，如圖3-17(b)所示。

圖3-17常見的電路結(jié)構(gòu)(a)Y形或T形(b)Δ形或π形Y-Δ互換法3-6.1Δ形化成Y形

1.電路構(gòu)造

圖3-18Δ形化成Y形注意：在標(biāo)示上注意a點(diǎn)的對(duì)邊是R1，其餘類推。Δ形化成Y形3-6.1Δ形化成Y形

2.證明上圖Y形的a、b兩端電阻Rab=Ra+Rb，等於Δ形的(R1+R2)//R3，其餘類推，運(yùn)算式如下：………………(1)

………………(2)

………………

(3)Δ形化成Y形3-6.1Δ形化成Y形

2.證明Δ形化成Y形3-6.1Δ形化成Y形

2.證明(1)Δ形化成Y形時(shí)，其轉(zhuǎn)換法則為：(2)當(dāng)Δ形的三個(gè)電阻相同（R1=R2=R3）時(shí)，則Δ形化成Y形3-6.2Y形化成Δ形

1.證明將(3-21)、(3-22)、(3-23)三個(gè)式子兩兩相乘再相加，化簡(jiǎn)可得：………………(5)

Y形化成Δ形3-6.2Y形化成Δ形

2.結(jié)論(1)Y形化成Δ形時(shí)，其轉(zhuǎn)換法則為：(2)Y形的三個(gè)電阻相同(Ra=Rb=Rc)，則Y形化成Δ形如下圖所示，試求總電阻及其總電流。例3-26圖(1)3-26Δ形化成Y形Δ形化成Y形3-26Δ形化成Y形(1)將下面的Δ形化成Y形(2)求RT及IΔ形化成Y形14.將例3-26圖(2)的三角形化成Y，則Ra＝

Ω，

Rb＝

Ω，

Rc＝

Ω。例3-26圖(2)Δ形化成Y形14.將例3-26圖(2)的三角形化成Y，則Ra＝

2/3

Ω，

Rb＝

4/3

Ω，

Rc＝

8/9

Ω。例3-26圖(2)Δ形化成Y形如下圖所示，試求電阻RAB。例3-27圖3-27Y形化成Δ形Y形化成Δ形將中間的Y型化成Δ形

4//12=3Ω9//18=6Ω6//6=3Ω3-27Y形化成Δ形Y形化成Δ形3-7.1惠斯登電橋的功能1.功能：惠斯登電橋是一個(gè)用來(lái)測(cè)量元件電阻值的儀器。2.等效電路；當(dāng)調(diào)整可變電阻RS，使檢流計(jì)指示為零時(shí)稱為電橋平衡，此時(shí)待測(cè)電阻器的電阻值

圖3-19

惠斯登電橋

(a)等效電路

(b)電橋平衡時(shí)之等效電路

惠斯登電橋的功能3-7.1惠斯登電橋的功能2.惠斯登電橋原理

電橋平衡時(shí)IG=0，兩點(diǎn)電位差Vab=Va-Vb

=0根據(jù)分壓原理：

∵Va=Vb，即惠斯登電橋的功能3-7.1惠斯登電橋的功能2.惠斯登電橋原理

交叉相乘得：

RS×(R2+Rx)=Rx×(R1+RS)，乘開並整理得：發(fā)現(xiàn)：1.當(dāng)兩對(duì)邊電阻乘積相同時(shí)，表示電橋平衡。2.電橋平衡時(shí)，可將中間電阻拿掉（開路）或短路，化為單純的串並聯(lián)電路，不須進(jìn)行Y-Δ互換的運(yùn)算。

惠斯登電橋的功能如右圖所示，當(dāng)調(diào)整RS至9Ω時(shí)，檢流計(jì)指示為零，則待測(cè)電阻RX為何？例3-28圖3-28惠斯登電橋基本使用例惠斯登電橋基本使用例如右圖所示，當(dāng)調(diào)整RS至9Ω時(shí)，檢流計(jì)指示為零，則待測(cè)電阻RX為何？例3-28圖3-28惠斯登電橋基本使用例檢流計(jì)指示為零，表示為電橋平衡。

此時(shí)兩對(duì)邊電阻乘積相同，即4×9＝12×RX

→

故RX＝3Ω

惠斯登電橋基本使用例如右圖所示，試求Rab為多少Ω？例3-29圖3-29平衡電橋判別應(yīng)用平衡電橋判別應(yīng)用如右圖所示，試求Rab為多少Ω？發(fā)現(xiàn)adbc四點(diǎn)為一平衡電橋。故30Ω電阻可視為開路，等效電路如右圖所示Rab＝(3+12)//(2+8)//3＝6//3

＝2Ω

例3-29圖3-29平衡電橋判別應(yīng)用平衡電橋判別應(yīng)用3-8.1電壓表及倍增器

1.電壓表構(gòu)造：為表頭和內(nèi)阻RV串聯(lián)而成。

2.測(cè)量電壓：電壓表在測(cè)量時(shí)，必須和待測(cè)元件並聯(lián)連接。

3.電壓表內(nèi)阻愈高愈好，理想的電壓表其內(nèi)阻為無(wú)限大。

4.擴(kuò)大測(cè)量範(fàn)圍

。

為因應(yīng)急需，可以藉由串聯(lián)一電阻器Rm來(lái)擴(kuò)大測(cè)量範(fàn)圍。此電阻器就功能而言稱為倍增器。電壓表及倍增器3-8.1電壓表及倍增器

如圖3-20中，VT為擴(kuò)大後的測(cè)量電壓，VV為原表的測(cè)量電壓，

Vm為倍增器分得的電壓，即VT=VV+Vm。。(a)原理圖(b)實(shí)體圖

圖3-20電壓表及其倍增器電路圖電壓表及倍增器3-8.1電壓表及倍增器

而VT和VV的比值稱為電壓表倍增率m，即：電壓表及倍增器有一電壓表的滿刻度電壓為10V，內(nèi)阻為1k

，今欲擴(kuò)大測(cè)量範(fàn)圍至100V，則應(yīng)如何處理？3-30電壓表倍增器電壓表倍增器有一電壓表的滿刻度電壓為10V，內(nèi)阻為1k

，今欲擴(kuò)大測(cè)量範(fàn)圍至100V，則應(yīng)如何處理？倍增率倍增器電阻

Rm＝RV

×(m－1)＝1k

×(10－1)＝9k

處理方法：串聯(lián)一個(gè)9k

的電阻器即可。3-30電壓表倍增器電壓表倍增器3-8.2電流表及分流器1.電流表構(gòu)造：為表頭和內(nèi)阻RA串聯(lián)而成。

2.測(cè)量電流：電流表在測(cè)量時(shí)，必須和待測(cè)元件串聯(lián)連接。

3.電流表內(nèi)阻愈低愈好，理想的電壓表其內(nèi)阻為零。

4.擴(kuò)大測(cè)量範(fàn)圍

。

為因應(yīng)急需，可以藉由並聯(lián)一電阻器RS來(lái)擴(kuò)大測(cè)量範(fàn)圍。此電阻器就功能而言稱為分流器。電流表及分流器3-8.2電流表及分流器如圖3-21中，IT為擴(kuò)大後的測(cè)量電流，IA為原表的測(cè)量電流，IS為分流器分得的電流，即IT=IA+IS。(a)原理圖(b)實(shí)體圖

圖3-21電流表及其分流器電路圖

電流表及分流器3-8.2電流表及分流器而IT和IA的比值稱為電流表倍增率n，即：電流表及分流器有一電流表的滿刻度電流為10mA，內(nèi)阻為50

，今欲擴(kuò)大測(cè)量範(fàn)圍至1A，則應(yīng)如何處理？3-31電流分流器電流分流器有一電流表的滿刻度電流為10mA，內(nèi)阻為50

，今欲擴(kuò)大測(cè)量範(fàn)圍至1A，則應(yīng)如何處理？3-31電流分流器倍增率倍增器電阻

處理方法：

並聯(lián)一個(gè)0.5

的電阻器即可。比較例

3-30及例3-31可以發(fā)現(xiàn)：為擴(kuò)大測(cè)量範(fàn)

圍，電流表應(yīng)並聯(lián)低電阻，電壓表則應(yīng)

串聯(lián)高電阻。電流分流器15.有一安培表之內(nèi)阻為1Ω，今欲將其測(cè)量範(fàn)圍擴(kuò)大100倍，則需加裝

歐姆電阻值的分流器。電流分流器15.有一安培表之內(nèi)阻為1Ω，今欲將其測(cè)量範(fàn)圍擴(kuò)大100倍，則需加裝

0.01

歐姆電阻值的分流器。倍增器電阻

電流分流器兩個(gè)相同材質(zhì)，額定規(guī)格均為100V/100W的燈泡，試求：(1)串聯(lián)接於110V電源時(shí)，每個(gè)燈泡所消耗的電功率。(2)並聯(lián)接於110V電源時(shí)，每個(gè)燈泡所消耗的電功率。

3-32燈泡串聯(lián)與並聯(lián)的比較燈泡串聯(lián)與並聯(lián)的比較兩個(gè)相同材質(zhì)，額定規(guī)格均為100V/100W的燈泡，試求：(1)串聯(lián)接於110V電源時(shí)，每個(gè)燈泡所消耗的電功率。(2)並聯(lián)接於110V電源時(shí)，每個(gè)燈泡所消耗的電功率。

(1)串聯(lián)：每一個(gè)燈泡分得外加電壓的一半(55V)，只有其額定

電壓的一半；根據(jù)，所得功率將只有原來(lái)的

四分之一，即為25W。

(2)並聯(lián)：每一個(gè)燈泡的電壓均為外加電壓，等於額定電壓；

因此，可以發(fā)揮其額定功