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理解欧姆定律在串、并联电路中的应用
山东 侯合先
一、欧姆定律在串联电路中的应用
1.串联电路的电阻规律
(1)理论推导
根据欧姆定律可得:U1=I1R1,U2=I2R2,U=IR;
因I=I1=I2,所以由U=U1+U2可得:
IR=IR1+IR2,即R=R1+R2。可得结论:串联电路中,总电阻等于各分电阻之和。
(2)意义
把几个电阻串联起来,相当于增加了导体的长度,所以总电阻比任何一个电阻都大。
2.串联分压
(1)若两个电阻串联在电路中,则通过电阻R1的电流等于通过电阻R2的电流。根据欧姆定律有:
I=,I=。
所以 = ,即 =
可见,串联电路中的电压分配规律为:串联电路中各电阻分得的电压跟它的阻值成正比,电阻越大,分得的电压越大。
(2)串联电路中,总电压等于各分电阻两端电压之和,当一个电阻的阻值增大,根据欧姆定律可知,电路中电流减小,另一个阻值不变的电阻两端的电压U=IR会变小,而总电压是不变的,则增大的电阻分得的电压也增大。即串联电路中一个电阻的变化会引起电路中电流的变化,同时影响着各电阻两端的电压变化,也就是说串联有分压的特点。
(3)在串联电路中应用欧姆定律进行简单计算时应注意的问题
串联电路中电流处处相等,根据欧姆定律的计算可知,此时电路中的电流可以利用分电阻来计算,即利用相应电阻两端的电压与分电阻值进行求解,如I=,I=等,还可以利用总电压与总电阻的关系进行求解,如I=,这是充分利用了欧姆定律的同一性原则。
二、欧姆定律在并联电路中的应用
1.并联电路的电阻规律
(1)理论推导
I=,I1=,I2=,由I=I1+I2得,=+,即=+。可得结论:并联电路中的总电阻的倒数,等于各并联电阻的倒数之和。
(2)意义:几个电阻并联后相当于增加了导体的横截面积,所以总电阻比其中任何一个电阻都小。
2.并联分流
在并联电路中,电阻R1两端的电压等于电阻R2两端的电压。根据欧姆定律有:
U=I1R1,U=I2R2。
所以IR1=IR2,即 = 。
可见,并联电路中的电流分配规律为:并联电路中通过各电阻的电流跟它的阻值成反比,电阻越大,电流越小。
(2)并联电路中各支路两端的电压相等,根据欧姆定律和并联电路的特点可知,当一个支路的电阻发生变化时,通过本支路中的电流相应发生变化,而通过另一个支路的电流不变,即并联电路中支路的改变不影响并联的其他支路,而影响着干路中电流的变化。
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