通過(guò)辨別串聯(lián)式和并聯(lián)式,我們可以把復(fù)雜的電阻網(wǎng)絡(luò)變得簡(jiǎn)單。 這篇文章會(huì)用這個(gè)例子來(lái)系統(tǒng)地講如何簡(jiǎn)化電路。
這個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)連接著一個(gè)電壓源。 左邊的兩個(gè)小圈代表電阻網(wǎng)絡(luò)的端口。
假設(shè)我們想找出從電壓源施加在電阻器網(wǎng)絡(luò)上的電流是多少。 答案并不顯而易見(jiàn)。 但是,我們可以利用一些工具:我們知道如何計(jì)算并聯(lián)式和串連式的總電阻。 通過(guò)這些工具,我們可以一直簡(jiǎn)化電阻器網(wǎng)絡(luò)直到問(wèn)題的答案呼之欲出。
簡(jiǎn)化電阻網(wǎng)絡(luò)的策略
從電路的最遠(yuǎn)端開(kāi)始。
將任何串連式或并聯(lián)式的電阻器替換為等值的電阻。
繼續(xù)向左簡(jiǎn)化直到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)都能用一個(gè)電阻值來(lái)表示。
問(wèn)題所問(wèn)的位置就在電壓源,所以我們簡(jiǎn)化的過(guò)程會(huì)從最遠(yuǎn)點(diǎn)開(kāi)始,再不斷接近電源。
簡(jiǎn)化電路包括了很多小步驟。 先從一段開(kāi)始著手,簡(jiǎn)化,然后再考慮下一段。 提示:每簡(jiǎn)化完一次,重新畫(huà)一幅電路圖來(lái)確保你不會(huì)錯(cuò)過(guò)其它能簡(jiǎn)化的部分。
步驟1.處于陰影的電阻器2Ω,和8Ω呈串連式。
這兩個(gè)電阻器呈串連式,所以我們將它們的電阻相加。
2 小時(shí) + 8 小時(shí) = 10 小時(shí)
兩個(gè)電阻器可以視作具有同樣電阻的一個(gè)電阻器。
中心見(jiàn)解:陰影框外,兩個(gè)串聯(lián)的電阻器和它們的等值電阻并不能清楚地區(qū)分開(kāi)來(lái)。 兩者都具有等量的電流和電壓。
步驟2我們現(xiàn)在可以在新電路的右側(cè)上發(fā)現(xiàn)兩個(gè)10?Ω的電阻器。
這兩個(gè)電阻器可以被它們的串聯(lián)式總和來(lái)替代。
同樣,從左邊看陰影部分時(shí),原電路的電流、電壓,以及總電阻仍然不明確。
Step 3. 到這里可以漸漸看出一個(gè)規(guī)律。 我們?cè)趶挠彝蟛粩嗪?jiǎn)化電路圖的結(jié)構(gòu)。 然后我們就會(huì)得到串連式的兩個(gè)電阻器1?Ω和5?Ω。
1Ω+5Ω=6Ω
步驟4.這一步驟更具挑戰(zhàn)性。 我們有三個(gè)并聯(lián)的電阻器。
這些電阻器可以被它們的并聯(lián)式總和來(lái)替代。
步驟5. 我們來(lái)到了最后兩個(gè)串聯(lián)的電阻器,
你可以直接想出答案:
我們最后剩下了一個(gè)3Ω的電阻器。 從電源的位置來(lái)看,這個(gè)電阻器代表了整個(gè)電阻器網(wǎng)絡(luò)。 從電源輸出的電流是,
我們從7個(gè)電阻器一直簡(jiǎn)化到1個(gè),干得不賴(lài)。
中心思想 : 簡(jiǎn)化策略為從未知點(diǎn)的最遠(yuǎn)端開(kāi)始簡(jiǎn)化。
在這個(gè)例子中,我們需要求出左邊電源處的電流大小,因此我們從電路的最右端開(kāi)始逐漸向左分析。這種“反方向”解題的思路看上去很別扭,與我們平時(shí)從左看到右的閱讀習(xí)慣相沖突。
在電子領(lǐng)域中,解題思路通常是從電路輸出端(通常在右側(cè))開(kāi)始逐漸往輸入端靠攏。你“正常”的從左往右的閱讀習(xí)慣可能會(huì)影響你看電路圖時(shí)的思路。從現(xiàn)在開(kāi)始,你需時(shí)刻警惕這個(gè)壞習(xí)慣可能造成的。
并非所有的簡(jiǎn)化都會(huì)最終只得到一個(gè)電阻器(電路可能不是完全由電阻器組成)。但只要有能簡(jiǎn)化的地方,不要猶豫,簡(jiǎn)化它。
例外
某些電阻器排列并不能用如上方法來(lái)簡(jiǎn)化,因此需要用其他方法來(lái)計(jì)算。這些例子將會(huì)在下面的文章中體現(xiàn)。
-
電源
+關(guān)注
關(guān)注
184文章
17704瀏覽量
249963 -
串聯(lián)
+關(guān)注
關(guān)注
6文章
424瀏覽量
37559 -
電阻器
+關(guān)注
關(guān)注
21文章
3779瀏覽量
62114 -
電壓源
+關(guān)注
關(guān)注
1文章
410瀏覽量
32766 -
電阻網(wǎng)絡(luò)
+關(guān)注
關(guān)注
0文章
18瀏覽量
10343
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
評(píng)論