串联电路实际上就是大家小时候玩过的红绿灯,要么串联在电路里的几根导线。它跟并联不一样,电流得乖乖地顺着一条路走,哪位也别想偷懒。
要是有人想分两路走,那肯定得把开关给断开,要么把电源拆掉,反正原理上就是电被“串”在一起了。
这种电路最让人头疼的毛病,就是电流处处相等。
不管你在哪一根电线上摸,电流的个头儿都一样大,这跟哪位拼命都不是一回事。
要是想转变电流大小,唯一的办法就是拉长要么缩短电阻丝,要么换一副更粗、更细的线。 咱们来算算,电流到底要经过多少点。
要是一条导线是 10 厘米长,电阻是 0.1 欧姆,那电流经过的“点”就是 10 个点。
要是你把两个这样的电阻头尾相接,总电阻就是 0.2 欧姆,电流经过的点就是 20 个点。
这就好比你穿了两套衣服,总长度变成了原来的两倍,电流穿过的关卡也变成了两倍多。
这个规律在串电路里简直就是金科玉律,只要是你串联了 N 段电阻,总电阻 R 就等于每一段电阻 r 加起来,R = r1 + r2 + r3 + ………+ rN。
记住这个公式,赶明儿做题再也不怕算错了。 电压这东西在电路里也挺怪,串联的话,电压得按顺序分着吃。总电压 U 等于每一段电压加起来。
举个例子,假设你接两个 9 伏的电池头尾相接,总电压就是 18 伏,电流经过的点依然是 2 个点。
要是后面那个电阻比前面那个大一倍,别看总电压没变,但电流经过的点变多了,根据欧姆定律 I = U/R,电流反而会变小。
这时候每段电压就不再平均分配了,跟串联分压的公式 U1 = (R1 / (R1 + R2)) U 彻底一致。
这个公式解释了为啥电阻大的地方电压会降得快,出于分母里的 R2 占了大头,害得分出来的 U1 自然就小。 说到实际应用,咱们得想想电灯。老式的路灯时常用几个灯泡串在一起,目标是省电。
你看,要是按平均分配电压,每个灯泡就是 3 伏。但实际电路中,电阻大的那个灯泡,电压就得高,电流才能流过。
比如两个灯泡,一个 24 伏,一个 36 伏。总电压是 60 伏。按照公式,24 伏那边的灯泡分到了 40 伏,电流经过的点只有 1 个点;36 伏那边分到了 20 伏,电流经过的点有 2 个点。结局就是,那个 36 伏的灯泡更亮,工作得更好。
要是把它们并联,那得把电源拆了,强行让它们电压一样,这就费事了,出于标准电压一般是整数,挺难凑巧让两个灯泡电压彻底一致。 再讲讲电流表。电流表不能背头,得串进去,否则测出来的电流就偏了。
要是它接错了,相当于把电流表短路,那测出来的电流就是零。
这时候读数肯定是 0,根本不对。在电路图上,电流表得画在中间那条线上,并且箭头得指进去,表示电流是从那个方向流过来的。
要是箭头指出来,那测的就是反向电流了。 电压表的情况略微复杂点,它得并联。
要是它并联在旁边,测的是分电压。
要是接反了,指针会反向偏转,不仅读数不对,还可能损坏表笔。
这时候你得赶紧断开,换个方向再试。电压表的内阻特别大,相当于断路,故此测电压时简直不影响电路本身。
要是把它串联进去,那整个电路就断开了,电压表两端就是路断了的电压,一般是电池电压,这跟测电压彻底不是一个概念了。 最终说说总电阻的变化。增添一个电阻,总电阻肯定变大;削减一个电阻,总电阻变小。
这个好理解,就像加法里加一个数,结局肯定变大了。总电阻越大,电流就越小。
这就是为啥大家串联灯泡总功率会变低的缘由。功率 P = U² / R,电压不变,电阻变大,功率就变小了,灯泡就变暗。
这就像你买彩票,加大倍数,中奖概率理论上就变小了,只是中了就算傻大个。 实际上串联电路里最核心的就是“分”和“等”。分电压、分电流,但电流是等。
只要电流相等,那分压的公式、欧姆定律就能完美套用。
要是想测总电压,用一个电压表串联进去,测的就是总电压。
要是想测某个分电压,就把电压表并联上去,测的就是该段电压。
这些根本操作,只要记住电压表并联、电流表串联,再配合上总电阻相加、电压相加的规律,根本就通了吧。生活里大量看似复杂的电路,实际上都是如此几条线串在一起,只要理清楚顺序,不犯低级毛病,找电流路径不只是不是件难事。