(a) 利用合適的電路圖證明,並聯電阻組的等效電阻的倒數等於各個電阻倒數的和。(b) 在一個電路中,兩個12 Ω的電阻並聯連線到一個6 V的電池上。求電池提供的電流。


(a)

上圖顯示了一個電路,該電路由三個分別為$R_1$、$R_2$和$R_3$的電阻並聯連線到一個電壓為$V$的電池上。

假設流過電路的總電流為$I$,則流過電阻$R_1$的電流為$I_1$,流過電阻$R_2$的電流為$I_2$,流過電阻$R_3$的電流為$I_3$。

因此,總電流$I$表示為:

$I=I_1+I_2+I_3$ --------------(i)

由於所有電阻上的電壓差相同,因此根據歐姆定律,我們可以得到:

$I_1=\frac {V}{R_1}$

$I_2=\frac {V}{R_2}$

$I_3=\frac {V}{R_3}$

設該並聯組合的等效電阻為$R_{eq}$。

因此,根據歐姆定律,整個電路可以表示為:

$I=\frac {V}{R_{eq}}$

現在,

將電流$I$、$I_1$、$I_2$和$I_3$的值代入方程(i),我們得到:

$\frac {V}{R_{eq}}=\frac {V}{R_1}+\frac {V}{R_2}+\frac {V}{R_3}$

$\frac {1}{R_{eq}}=\frac {1}{R_1}+\frac {1}{R_2}+\frac {1}{R_3}$ $(V=1,因為整個電路中的電壓相同)$

因此,已證明,並聯電阻組的等效電阻的倒數等於各個電阻倒數的和。

(b) 已知

第一個電阻的阻值為:$R_1=12\Omega$

第二個電阻的阻值為:$R_2=12\Omega$

電壓,$V=6V$

求解:電池提供的電流,$I$。

我們知道,並聯電路中的等效電阻表示為:

$\frac {1}{R_{eq}}=\frac {1}{R_1}+\frac {1}{R_2}$

將$R_1$和$R_2$的值代入公式,我們得到:

$\frac {1}{R_{eq}}=\frac {1}{12}+\frac {1}{12}$

$\frac {1}{R_{eq}}=\frac {1+1}{12}$

$\frac {1}{R_{eq}}=\frac {2}{12}$

$\frac {1}{R_{eq}}=\frac {1}{6}$

$R_{eq}=6\Omega$

因此,等效電阻為6 歐姆


現在,

為了求出電池提供的電流,我們使用歐姆定律,表示為:

$V=I\times R$

可以重新排列為:

$I=\frac {V}{R}$

代入$V$和$R$的值,我們得到:

$I=\frac {6}{6}$ $(\because R=R_{eq})$

$I=1A$

因此,電池提供的電流為1 安培

更新於:2022年10月10日

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