請藉助帶標籤的電路圖說明如何找到三個電阻(電阻分別為R1、R2和R3)並聯連線時的等效電阻。此外,請說明在測量電路中的電流以及組合中三個電阻之一兩端的電壓時,如何將電流表和電壓表連線到電路中。
上圖所示電路包含三個電阻 $R_1$、$R_2$ 和 $R_3$。
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 $I$ 可以表示為:
$I=I_1+I_2+I_3$ --------------(i)
由於所有電阻兩端的電壓差相同,因此將歐姆定律應用於每個電阻,我們得到:
$I_1=\frac {V}{R_1}$
$I_2=\frac {V}{R_2}$
$I_3=\frac {V}{R_3}$
設此並聯組合的等效電阻為 $R_{eq}$。
因此,將歐姆定律應用於整個電路,我們得到:
$I=\frac {V}{R_{eq}}$
現在,
將電流 $I$、$I_1$、$I_2$ 和 $I_3$ 的值代入公式 (i),我們得到:
$\frac {V}{R_{eq}}=\frac {V}{R_1}+\frac {V}{R_2}+\frac {V}{R_3}$
$\frac {1}{R_{eq}}=\frac {1}{R_1}+\frac {1}{R_2}+\frac {1}{R_3}$ $(V=1,\because 電路中電壓處處相等)$
因此,三個電阻(電阻分別為 $R_1$、$R_2$ 和 $R_3$)並聯連線時的等效電阻或合電阻為 $\frac {1}{R_{eq}}=\frac {1}{R_1}+\frac {1}{R_2}+\frac {1}{R_3}$。
為了測量流過三個電阻中的任意一個的電流 $(A)$,需要將電流表與該電阻串聯連線。
為了測量三個電阻中的任意一個兩端的電壓差 $(V)$,需要將電壓表與該電阻並聯連線。
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