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电路和电路图、串联和并联


实验室k / 2019-03-26

电路和电路图

       电流经过的线路叫做电路。电路通常由三部分组成,即电源、负载和导线(包括一定的控制、保护和测量装置)。电源是产生电能的装置,例如,干电池是直流电源,交流发电机是交流电源。化验室中配电盘以及分配到各试验桌上的插座等通过输电线路与发电机相连,是化验室中交流电的来源,也常称电源。负载指的是用电设备,它是消耗电能的装置,其作用是将电能转换成机械能、热能、光能和化学能等。导线(包括控制、保护和测量装置)是电源和负载的连接线,它的作用是将电能从电源安全可靠地输送和分配到负载上去。电源、负载和导线必须接成循环通路,在合上开关时,负载中才有电流通过,进行工作。

       电路的连接可用电路图表示。例如,手电筒内的电路图可以用下面两种图形来表示,图11-5(1)按实物连接的电路图,图11-5(2)用符号代替实物的电路图。显然,用符号代替实物的电路图比较简单清楚,是最常用的一种电路图,手电筒的电路图是接成循环通路的,当开关按下时,电流从干电池正极经过灯泡、开关回到干电池负极,灯泡发亮。

       电路图中最基本的符号有:

串联和并联

       在实际电工作业中,往往碰到不止一个电源或不止一个负载,这些电源或负载如何连接到电路中去呢?这是很实际的问题,一般连接的方法有二种,即串联和并联。

       所谓串联,就是将电源或负载一个串一个地连接在一起。例如,手电筒内二节干电池就是串联相接的,每节干电池电压为1.5伏,二节串联起来就是3伏。

       电车用的是550伏直流电,可是通常的灯泡额定电压为220伏,显然,灯泡直接接到550伏电路中,就会烧毁,此时,可采用如图11-6三灯一组的串联接法,三个灯泡串联(等于三个电阻串联)后每个灯泡的电阻、电流和电压同电路的总电阻R、总电流I和总电压U的关系如下:

R=R1+R2+R3

I=I1=I2=I3

U=U1+U2+U3

       由此可见,串联后每个灯泡上的电压只有总电压的1/3,即183.3伏,还不到灯泡的额定电压,所以灯泡绝不会烧坏。显然,它比接在220伏线路上时灯光还要暗一些。

       所谓并联,就是将几个电源或几个负载的一端连在一起,另一端也另连在一起。例如,三个灯泡并联相接时,每盏灯的一头接电源正端,另一头接电源负端,如图11-7所示。

       总电压U=U1=U2=U3

       总电流I=I1+I2+I3

       在并联电路中,通过电路A点或B点的总电流等于通过三个灯泡的分电流的总和,而每盏灯两端的电压是等同的,和电路总电压相等。根据欧姆定律可知:

I=U/R=U1/R1+U2/R2+U3/R3=U(1/R1+1/R2+1/R3)

∴              1/R=1/R1+1/R2+1/R3

       并联导体的总电阻的倒数等于各个导体的电阻倒数之和。

       例  有10欧姆的两个电阻,将它们并联起来,其电阻为多少?

1/R=1/10+1/10=2/10=1/5

∴              R=5(Ω)

       由此可见,电阻串联后电阻值增加,电阻并联后电阻值减小,这些性质对实际工作是很有用处的。例如,当你修理仪器买不到合适的电阻时,可以通过现有的电阻进行串联或并联以得到所需要的电阻值。


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