串並聯電路:定義和示例


一個串並聯電路是串聯電路和並聯電路的組合。在這個電路中,一些元件以串聯方式連線,一些以並聯方式連線。

在下圖所示的電路中,我們可以看到電阻 R2 和 R3 彼此並聯連線,並且兩者都與 R1 串聯連線。

為了解決此類電路,首先將並聯支路簡化為等效的串聯支路,然後將電路作為簡單的串聯電路求解。

這裡,RP 是並聯組合的等效電阻,由下式給出:

$$\mathrm{\mathit{R}_{p}=\frac{\mathit{R}_{2}\mathit{R}_{3}}{\mathit{R}_{2}+\mathit{R}_{3}}}$$

總電路電阻 (RT) 由下式給出:

$$\mathrm{\mathit{R}_{r}=\mathit{R}_{1}+\mathit{R}_{p}=\mathit{R}_{1}+\frac{\mathit{R}_{2}\mathit{R}_{3}}{\mathit{R}_{2}+\mathit{R}_{3}}}$$

並聯組合上的電壓由下式給出:

$$\mathrm{\mathit{V}_{p}=\mathit{I}_{1}\mathit{R}_{p}=\mathit{I}_{1}×\frac{\mathit{R}_{2}\mathit{R}_{3}}{\mathit{R}_{2}+\mathit{R}_{3}}}$$

電路的總功耗等於各個電阻上的功耗之和,如下所示:

$$\mathrm{\mathit{P}_{r}=\mathit{I}_{1}^{2}\mathit{R}_{1}+\mathit{I}_{2}^{2}\mathit{R}_{2}+\mathit{I}_{3}^{2}\mathit{R}_{3}}$$

數值示例

在下圖所示的電路中,求未知電阻 R 的值,並確定電路的總電阻和總功耗。已知電壓表讀數為 10 V。

解決方案

參考上圖所示電路:

並聯組合的總電阻:

$$\mathrm{\mathit{R}_{p}=\frac{600 × 100}{600 + 100}=85.71\:Ω}$$

由於並聯組合上的電壓等於電壓表讀數,即 10 V(已知)。因此:

$$\mathrm{電路電流\:\mathit{I}=\frac{10}{85.71}=0.1167\:A}$$

$$\mathrm{R 上的電壓\:\mathit{R}=24 − 10 = 14\:V}$$

因此:

$$\mathrm{R 的值\:\:\mathit{R}=\frac{14}{0.1167}=119.96\:Ω}$$

電路的總電阻為:

$$\mathrm{\mathit{R}_{r}=\mathit{R}_{p}+\mathit{R}=119.96 + 85.71 = 205.67\:Ω}$$

電路的總功耗為:

$$\mathrm{\mathit{P}_{r}=\mathit{I}^{2}\mathit{R}_{r}=(0.1167)^{2}× 205.67 = 2.8\:W}$$

更新時間: 2021年6月18日

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