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并联电阻(物理学名词)

来源:未知 作者:佚名 发布时间:2023-02-17 15:58:29

概述图所示两电阻并列连接在电路中称为并联电阻,另外由单纯的并联电阻或用电器(用电器:如,电视机,空调,电脑等)构成的电路称为并联电路。对比于第二个电路,电阻(用电器),依次连接起来的为串联电路。

中文名

并联电阻

外文名

shunt resistance

定义

并联电路:并联的各支路电压相等,干路电流等于各个支路和。[1]

表达式:电阻……并联,电压==……=干路电流:=++……+由于=,=/,代入,并联电阻的功率比::……:=^2/:^2/……^2/=:……由于是纯电阻,发热比:……:=比=:……

计算方法

计算公式

1.总电流的计算

(总)

即总电流等于通过各个电阻的电流之和

2.总电压的计算

(总)

并联电路各支路两端的电压相等,且等于总电压

3.总电阻值的计算

/(总)

即总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和

特别的,两电阻并联总值为:

对于n个相等的电阻并联,公式就简化为并=/n

4.并联电阻值的估算(并联阻值比任何一个电阻的值都小)

(1)若并联的两电阻值之间超过四倍,则总电阻小于任一并联电阻之值。

(2)若并联的两电阻值之间小于四倍,则总电阻小于。鉴于根号不便于口算,还可证明当两电阻值之间小于三倍,则总电阻小于

注:结论(1)(2)无论有没有四倍之间的关系结论总是成立的,只是并联电阻关系不同,估算的值精度不同。结论(2)可以利用基本不等式证明。举例:两电阻2和4,用(1)估算小于2,用(2)估算小于,或1.5。

图解法

1.方法一

若要求的并联电阻值,可先作直角坐标系xOy,并作Y=X的直线l,在OX轴上取A点,使OA长度等于的阻值,在OY轴上取B点,使OB长度等于的阻值,连结AB与直线l相交于M点,则M点的坐标(X或Y)值即为的并联阻值。

证明:作MD⊥OX

∵△AOB∽△ADM

∴AO/BO=AD/DM

因OD=DM,并设其长度为的数值

/=(-)/

解得:=(·)/(+)

此即的并联电阻的阻值。

应用若需求三个电阻的并联电阻值,可先求的并联电阻,得到D点,再在OY轴上取C点,使OC长度等于的值,连CD与l直线交于N点,则N点的坐标值为的并联总阻的阻值。例如,令=4Ω,=12Ω,=6Ω,的并联总阻为3Ω,的并联总阻为2Ω。

2.方法二

在平面上任取一点O,用相互交角为120°的三矢量作为坐标轴OX、OY、OZ(每轴均可向负向延伸),若要求的并联电阻,只要在OX轴上取OA长等于的值,在OY轴上取OB长等于值,连结AB,交OZ轴(负向)于C点,则OC长度(绝对值)即为所求并联电阻阻值。

证明

面积S△AOB=S△AOC+S△BOC

即(1/2)AO×BO×Sin120°

=/(+)

应用可方便地连续求解多个电阻的并联值。例如,若要求的并联总阻的阻值,只需先求出并联后的阻值(即得到C点),再在OA的负向取一点D,快OD长等于的值,连结CD交OY轴于E点,则OE长即为的并联总阻的阻值。如=4Ω,=12Ω,=6Ω,按此法可求出=3Ω;三电阻并联电阻值为2Ω。

以上求解方法对于求电容器串联、弹簧串联,凸透镜成象等与电阻并联有相似计算公式的问题,同样适用。

数学方法

因为在并联电路中干路电流等于各个支路电流之和总=++++.........+,干路电压等于各用电器电压

总===……=

总=/

=总/

=/

=/

=/

=/

所以(总)

所以(总)+......

性质特点

串联电路

欧姆定律:=/

变形求电压:=

变形求电阻:=/

电压的关系:=+

电流的关系:==

电阻的关系:=+

并联电路

电压的关系:==

电流的关系:=+

电阻的关系:=+

电功的计算:=

电功率的定义式:=/

常用公式:=

焦耳定律:放=

对于纯电阻电路而言:(总)

照明电路的总功率的计算:

故障处理

1、原因

高压断路器加装并联电阻的目的是限制操作过电压。并联电阻一般有金属丝电阻和线性陶瓷电阻。我国500kV的SF6断路器一般都装有合闸电阻,阻值为400Ω的是线性瓷电阻,由于容量有限,所以容易被烧坏。当实测并阻电阻与出厂或交接试验测量值不符时,对陶瓷电阻而言,可能存在的原因如下:

(1)电阻片老化,导致电阻值增大。

(2)电阻片被击穿,导致电阻值降低。

(3)多串电阻并联时.若阻值显著增大,则可能是某串电阻断开所致。

2、处理方法

有人认为在断路器不开合空载长线路时,并经厂家同意可考虑取消合闸电阻。关于取消合闸电阻问题仍在讨论中。


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