详解电路的串联方式

电路的连接关系有三种方式，即串联方式、并联方式和混联方式。

电路的串联方式

如果电路中的两个或多个负载首尾相连，则称负载的连接状态是串联的，称该电路为串联电路，如图3-12所示。

图3-12

图中，当断开开关或电路的某一点出现问题时，电路将变成断路状态，因此当其中的一盏照明灯损坏后，另一盏照明灯的电流通路也被切断，不能正常点亮。

在串联电路中，流过各个负载的电流都相同，各个负载将分享电源电压，如图3-13所示。

图3-13 相同照明灯串联的电压分配

图中，三盏相同的照明灯串联在一起，每盏照明灯将得到三分之一的电源电压。

1.电阻器串联电路

电阻器串联电路是将两个以上的电阻器依次首尾相接，组成无分支的电路，是最简单的电路单元，如图3-14所示。在电阻器串联电路中，只有一条电流通路，即流过电阻器的电流都是相等的，这些电阻器的阻值相加就是该电路的总阻值，每个电阻器的电压根据阻值的大小按比例分配。

图3-14 电阻器串联电路的实际应用

图中，发光二极管的额定电流I 额 =0.3mA，若不串联电阻器R1，则电路中的电流为0.45mA，超过发光二极管的额定电流，当接通开关后，会烧坏发光二极管;若串联电阻器R1，则电路的总阻值为30kΩ，电源电压不变，电路中的电流降为0.3mA，发光二极管可正常发光。

下面结合具体应用电路介绍电阻器串联电路的识图方法，如图3-15所示。

图3-15 电阻器串联电路的识图方法

当开关设在30Ω电阻器左侧的输出端时，相当于将一个30Ω的电阻器接在三端稳压器的调整端，其他7个电阻器被短路，三端稳压器的输出端输出1.5V的电压;当开关设在180Ω电阻器左侧的输出端时，相当于将一个30Ω和一个180Ω的电阻器串联后接在三端稳压器的调整端，其他6个电阻器被短路，三端稳压器的输出端输出3V的电压。依次类推，当开关设在不同的输出端时，可控制三端稳压器LM350T的输出端输出1.5V、3V、5V、6V、9V、12V的电压。

2.电容器串联电路

电容器串联电路是将两个以上的电容器依次首、尾相接，组成无分支的电路，如图3-16所示，串联电容器C1、C2和R1的电压之和等于总输入电压，因而该电路具有分压功能。

图3-16 电容器串联电路的实际应用

3.RC串联电路

电阻器和电容器串联后组成的电路被称为RC串联电路，多与交流电源连接，如图3-17所示。

图3-17 RC串联电路

图中，电容器和电阻器的电压与电路中的电流及各自的电阻值或容抗值成比例。电阻器的电压U R 和电容器的电压U C 用欧姆定律分别表示为U R =I×R、U C =I×X C (X C 为容抗)

提示

在纯电容器电路中，交流电压和交流电流的相位差为90°。在纯电阻器电路中，交流电压和交流电流的相位相同。在同时包含电阻器和电容器的电路中，交流电压和交流电流的相位差为0°～90°。

电阻器和电容器除可构成简单的串、并联电路外，还可构成常见的RC正弦波振荡电路。该电路是利用电阻器和电容器的充、放电特性构成的。R、C的值被选定后，充、放电时间(周期)就固定为一个常数，也就是说，有一个固定的谐振频率，一般用来产生频率在200kHz以下的低频正弦信号。常见的RC正弦波振荡电路有桥式、移相式和双T式等几种。