如何计算电路中的总电阻(calculate total resistance in circuits)

有两种方法可以将电气元件连接起来。串联电路使用一个接一个的元件,而并联电路则是沿着平行的分支连接元件。电阻器的连接方式决定了它们对电路总电阻的贡献。...

方法1方法1的4:串联电路

  1. 1确定一个串联电路。串联电路是一个单一的回路,没有分支路径。所有的电阻或其他元件都排列在一条线上。
  2. Image titled Calculate Total Resistance in Circuits Step 1
  3. 2把所有的电阻加在一起。在一个串联电路中,总电阻等于所有电阻的总和。相同的电流通过每个电阻,所以每个电阻都像你所期望的那样完成它的工作。例如,一个串联电路有一个2Ω(欧姆)的电阻,一个5Ω的电阻,和一个7Ω的电阻。该电路的总电阻为2+5+7=14Ω。
  4. Image titled Calculate Total Resistance in Circuits Step 2
  5. 3从电流和电压入手来代替。如果你不知道各个电阻值,你可以依靠欧姆定律来代替。V = IR,或电压 = 电流 x 电阻。第一步是找到电路的电流和总电压:串联电路的电流在电路的所有点上都是一样的。如果你知道任何一点的电流,你可以在这个方程式中使用该值。总电压等于电源(电池)的电压。它不等于一个元件上的电压。
  6. Image titled Calculate Total Resistance in Circuits Step 3
  7. 4将这些数值插入欧姆定律。重新排列V = IR以解决电阻问题。R = V / I(电阻=电压/电流)。例如,一个串联电路由12伏的电池供电,电流被测量为8安培。电路上的总电阻必须是RT=12伏/8安培=1.5欧姆。
  8. Image titled Calculate Total Resistance in Circuits Step 4

方法2方法2的4:并联电路

  1. 1了解并联电路。一个并联电路分支为多条路径,然后又连接在一起。如果你的电路在主路径上有电阻(在分支区域之前或之后),或者在一个分支上有两个或更多的电阻,请跳到组合电路说明。
  2. Image titled Calculate Total Resistance in Circuits Step 5
  3. 2从每个分支的电阻计算出总电阻。由于每个电阻只减缓通过一个分支的电流,它对电路的总电阻只有很小的影响。总电阻RT的公式是1RT=1R1+1R2+1R3+...1Rn{displaystyle {frac {1}{R_{T}}}={frac {1}{R_{1}}+{frac {1}{R_{2}}}+{frac {1}{R_{3}}}+....{frac {1}{R_{n}}}},其中R1是第一个分支的电阻,R2是第二个分支的电阻,以此类推,直到最后一个分支Rn。例如,一个并联电路有三个分支,电阻分别为10Ω、2Ω和1Ω。使用公式1RT=110+12+11{displaystyle {frac {1}{R_{T}}}={\frac {1}{10}}+{\frac {1}{2}}+{\frac {1}{1}}}并求解RT:将分数转换成公共分母。1RT=110+510+1010{displaystyle {frac {1}{R_{T}}}={frac {1}{10}}+{frac {5}{10}}+{frac {10}{10}}}1RT=1+5+1010=1610=1。6{displaystyle {frac {1}{R_{T}}}={frac {1+5+10}{10}}={frac {16}{10}}=1.6}两边都乘以RT:1 = 1.6RTRT = 1 / 1.6 = 0.625Ω。
  4. Image titled Calculate Total Resistance in Circuits Step 6{\frac {1}{R_{T}}}={\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}+{\frac {1}{R_{3}}}+...{\frac {1}{R_{n}}}{\frac {1}{R_{T}}}={\frac {1}{10}}+{\frac {1}{2}}+{\frac {1}{1}}{\frac {1}{R_{T}}}={\frac {1}{10}}+{\frac {5}{10}}+{\frac {10}{10}}{\frac {1}{R_{T}}}={\frac {1+5+10}{10}}={\frac {16}{10}}=1.6
  5. 3从总电流和电压开始。如果你不知道各个电阻,你需要用电流和电压来代替:在并联电路中,一个分支上的电压与电路上的总电压相同。只要你知道一个分支上的电压,你就可以了。总电压也等于电路电源的电压,如电池。在并联电路中,每条支路的电流可能不同。你需要知道总电流,否则你将无法解决总电阻的问题。
  6. Image titled Calculate Total Resistance in Circuits Step 7
  7. 4在欧姆定律中使用这些数值。如果你知道整个电路上的总电流和电压,你可以用欧姆定律找到总电阻。例如,一个并联电路的电压为9伏,总电流为3安培。总电阻RT=9伏/3安培=3Ω。
  8. Image titled Calculate Total Resistance in Circuits Step 8
  9. 5注意有零电阻的分支。如果并联电路上的一个分支没有电阻,所有的电流将流经该分支。电路的电阻为零欧姆。在实际应用中,这通常意味着一个电阻已经失效或被旁路(短路),而大电流可能会损坏电路的其他部分。
  10. Image titled Calculate Total Resistance in Circuits Step 9

方法3 方法3的4:组合电路

  1. 1将你的电路分解成串联部分和并联部分。一个组合电路有一些元件是串联在一起的(一个接一个),还有一些是并联的(在不同的分支上)。寻找图中能简化为单一串联或并联部分的区域。例如,一个电路有一个1Ω的电阻和一个1.5Ω的电阻串联在一起。在第二个电阻之后,电路分成两个平行分支,一个是5Ω的电阻,另一个是3Ω的电阻。
  2. Image titled Calculate Total Resistance in Circuits Step 10
  3. 2找出每个平行部分的电阻。使用并联电阻公式1RT=1R1+1R2+1R3+...1Rn{displaystyle {frac {1}{R_{T}}}={frac {1}{R_{1}}+{frac {1}{R_{2}}}+...{frac {1}{R_{3}}}+...{frac {1}{R_{n}}}},求单段并联电路的总电阻。本例电路有两个分支,电阻R1=5Ω,R2=3Ω1。Rparallel=15+13{\displaystyle {\frac {1}{R_{parallel}}}={\frac {1}{5}}+{\frac {1}{3}}}1Rparallel=315+515=3+515=815{\displaystyle{frac {1}{R_{parallel}}={frac {3}{15}+{frac {5}{15}}={frac {3+5}{15}={frac {8}{15}}Rparallel=158=1.875{displaystyle R_{parallel}={frac {15}{8}}=1.875}Ω
  4. Image titled Calculate Total Resistance in Circuits Step 11{\frac {1}{R_{T}}}={\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}+{\frac {1}{R_{3}}}+...{\frac {1}{R_{n}}}{\frac {1}{R_{{parallel}}}}={\frac {1}{5}}+{\frac {1}{3}}{\frac {1}{R_{{parallel}}}}={\frac {3}{15}}+{\frac {5}{15}}={\frac {3+5}{15}}={\frac {8}{15}}R_{{parallel}}={\frac {15}{8}}=1.875
  5. 3 简化你的图表。一旦你找到了一个并联部分的总电阻,你就可以在图上划掉整个部分。在上面的例子中,你可以忽略这两个分支,把它们当作一个电阻,电阻值为1.875Ω。
  6. Image titled Calculate Total Resistance in Circuits Step 12
  7. 4 将电阻串联起来。一旦你用一个单一的电阻取代了每个并联部分,你的图应该是一个单一的回路:一个串联电路。串联电路的总电阻等于所有单个电阻的总和,所以只要把它们加起来就可以得到答案。简化图中有一个1Ω的电阻,1.5Ω的电阻,以及你刚才计算的1.875Ω的部分。这些都是串联的,所以RT=1+1.5+1.875=4.375{displaystyle R_{T}=1+1.5+1.875=4.375}Ω。
  8. Image titled Calculate Total Resistance in Circuits Step 13R_{T}=1+1.5+1.875=4.375
  9. 5使用欧姆定律来寻找未知值。如果你不知道电路中某一元件的电阻,请寻找方法来计算它。如果你知道该元件上的电压V和电流I,用欧姆定律找出其电阻。R = V / I。
  10. Image titled Calculate Total Resistance in Circuits Step 14

方法4方法4:使用权力的公式

  1. 1学习功率的公式。功率是指电路消耗能量的速度,以及它向电路所供电的东西(如灯泡)输送能量的速度。一个电路的总功率等于总电压和总电流的乘积。或者用公式表示。P = VI。记住,在求解总电阻的时候,你需要知道电路的总功率。仅仅知道流经一个元件的功率是不够的。
  2. Image titled Calculate Total Resistance in Circuits Step 15
  3. 2用功率和电流求解电阻。如果你知道这两个值,你可以结合两个公式来求解电阻:P = VI(功率=电压x电流)欧姆定律告诉我们,V = IR.在第一个公式中用IR代替V。P = (IR)I = I2R.重新排列以解决电阻问题。R = P / I2.在一个串联电路中,一个元件上的电流与总电流相同。在串联电路中,一个元件上的电流与总电流相同,而在并联电路中则不然。
  4. Image titled Calculate Total Resistance in Circuits Step 16
  5. 3从功率和电压中找出电阻。如果你只知道功率和电压,你可以用类似的方法来寻找电阻。记住要使用电路上的总电压,或为电路供电的电池电压:P = VIR用I来排列欧姆定律。I = V / R。在功率公式中用V / R代替I。P = V(V/R) = V2/R.重新排列以解决电阻问题。R = V2/P.在并联电路中,一个分支上的电压与总电压相同。串联电路则不然:一个元件上的电压与总电压不一样。另外,你可以隔离电路,用万用表对电阻进行物理测试。
  6. Image titled Calculate Total Resistance in Circuits Step 17
  • 功率的单位是瓦特(W)。
  • 电压的测量单位是伏特(V)。
  • 电流以安培(A)为单位,或以毫安(mA)为单位。1 ma = 1∗10-3{displaystyle 1*10^{-3}}A = 0.001 A。
  • 这些公式中使用的功率值P是指瞬时功率,或在某一特定时刻的功率。如果电路使用的是交流电,那么功率是不断变化的。电工用公式Paverage = VIcosθ来计算交流电路的平均功率,其中cosθ是电路的功率因素。
  • 发表于 2022-03-11 15:41
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  • 分类:教育

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