电子工程之串联电阻器

当相同的电流流过两个电阻器时，据说它们串联在一起。串联电阻器可以用单个电阻器代替。所有电阻都遵循欧姆定律和基尔霍夫电流定律等基本定律，无论它们的组合和复杂性如何。

串联电阻器

当一组电阻器背靠背连接在一条线路中时，它们被称为串联。相同的电流将流过所有电阻器。串联电阻器据说具有公共电流。

在串联电阻网络中，所有点的流出的电流量都相同。

IR1=IR2=IR3=IAB.

考虑以下串联电阻电路

这里的电阻R1、R2和R3分别值为1Ω、2Ω和3Ω串联连接。相同的电流将流过所有电阻器，因为它们是串联的。电路的总电阻等于单个电阻的总和。

如果RT是总电阻，则

RT=R1+R2+R3

现在电路的等效电阻为

REQ=R1+R2+R3

REQ=1Ω+2Ω+3Ω

REQ=6Ω

现在串联组合的电阻器可以用单个电阻器R代替EQ值6Ω

等效电阻公式

在串联电阻网络中，总电阻等于通过每个电阻器的相同电流时单个电阻的总和。

∴RTOTAL=R1+R2+R3

例如，考虑串联的两个电阻器，如下所示

两个串联的3Ω电阻的组合相当于具有单个6Ω电阻。因此上述电路与以下电路相同

同样，考虑串联的三个电阻器，如下所示

三个串联的3Ω电阻的组合相当于具有一个9Ω电阻。因此上述电路与以下电路相同

该单个电阻称为电路的等效电阻，用于替换串联的任意数量的电阻。

如果串联网络中有n个电阻，则

REQ=R1+R2+R3+……..+Rn

从上面的等式可以观察到。串联电阻的等效电阻总是大于最大电阻的电阻。

电压计算

对于串联电阻，每个电阻两端的电压与电流的规则不同。对于串联电阻，电阻两端的总电压等于每个电阻器上各个电位差的总和。

在上述电路中，每个电阻两端的电位差可以使用欧姆定律计算。串联电路的电流为1A。然后根据欧姆定律

R1电阻两端的电位差为I×R1=1×1=1V

R2电阻两端的电位差为I×R2=1×2=2V

R3电阻两端的电位差为I×R3=1×3=3V

因此总电压VAB=1V+2V+3V=6V

考虑三个电阻R的串联连接R1,R2和R3电流流过它们。

让电位从A下降到B为V。该电位降是每个电阻上各个电位降的总和。然后根据欧姆定律

R1的潜在下降是VR1=I×R1

R2的潜在下降是VR2=I×R2

R3的潜在下降是VR3=I×R3

∴V=VR1+VR2+VR3

∴V=I×R1+I×R2+I×R3

如果上述电路中串联连接的电阻的等效电阻为REQ然后

如果串联R1，R2....Rn中有n个电阻，则它们两端的总电压是每个电阻器上单个电位差的总和。

VT=VR1+VR2+…..+VRn

在n个电阻的串联电阻组合中，如果每个电阻的电阻值与另一个电阻不同，则每个电阻两端的电位不同。

串联组合的N个电阻器，每个电阻器具有不同的电阻，它们之间将具有N个不同的电位差。这种类型的电路将形成分压器。分压电路是电位器构造的基础。

在串联电路中，电压、电流或电阻的值可以使用欧姆定律计算。电阻可以在串联电路中互换，而不会影响每个电阻器的总功率、电流或电路的总电阻。

串联电阻器示例

1.考虑以下电路来计算A和B之间的总电压。

两个电阻R1和R2串联连接。

R1=2Ω和R2=3Ω

电路中的电流为I=5A

单个压降可以使用欧姆定律计算如下

电阻R1两端的压降为VR1=I×R1=5×2=10V

电阻R2两端的压降为VR2=I×R2=5×3=15V

总压降是单个压降的总和。

V=VR1+VR2=10+15=25V

另一种方法是计算串联组合的等效电阻。串联组合的单个电阻器可以用单个等效电阻电阻代替。串联的两个电阻R1和R2的等效电阻为：

REQ=R1+R2=2+3=5Ω

那么根据欧姆定律，

A和B两端的压降为

V=I×REQ=5×5=25V

2.考虑以下电路，其中给出了每个电阻两端的各个电位降值以及串联组合中的电流。串联组合的总电阻为R=30Ω。电路中的电流为1A。

R=30Ω和I=1A

流过每个电阻的电流是相同的。

I=I1=I2=I3=I4=1A。

根据欧姆定律，电阻值可以计算为

R1=V1/I1

R1=5/1=5Ω

SimilarlyR2=V2/I2

R2=8/1=8Ω

AndR3=V3/I3

R3=7/1=7Ω

R4的潜力未指定。但R4的值可以从电路的总电阻或等效电阻值计算得出。

REQ=R1+R2+R3+R4

∴R4=REQ–(R1+R2+R3)

R4=30–(5+8+7)

R4=10Ω

现在跨R4的潜力可以计算为

V4=I4×4

∴V4=1×10=10V

总电压VAB可以用两种方法计算。

第一种方法是使用个体电位差异。

总电压等于个体电位差的总和。

一种方法是使用个体电位差异。

总电压等于个体电位差的总和。

VAB=V1+V2+V3+V4

其中V1、V2、V3和V4分别是电阻R1、R2、R3和R4之间的电位差。

因此VAB=5+8+7+10

VAB=30V

计算总电压的第二种方法是使用等效电阻值。

总电压等于电流和等效电阻的乘积。总电流和等效电阻的值为I=1A和

REQ=30Ω

因此VAB=I×REQ

VAB=1×30

VAB=30V

应用

当两个不同电阻的电阻串联时，它们两端的电压是不同的。这种方法是分压器电路的基础。

如果分压器电路中的一个电阻器替换为传感器，则被感测的数量将转换为易于测量的电信号。常用的传感器是热敏电阻和光相关电阻。在热敏电阻中，电阻随温度而变化。例如，假设热敏电阻在温度为10时电阻为25KΩ0C.同一热敏电阻在100°C的温度下可以有100Ω的电阻0C.因此，热敏电阻上的电位降会因温度而异。可以根据温度对电阻的这种变化进行校准，以从热敏电阻两端的电位降中找到温度值。