FHSST 物理/电学/简单并联电路

简单的并联电路

让我们从一个由三个电阻器和一个电池组成的并联电路开始

Fhsst electricity78.png

关于并联电路需要理解的第一个原理是，电路中所有组件上的电压是相等的。这是因为并联电路中只有两组电气公共点，在任何给定时间，测量两组公共点之间的电压必须始终相同。因此，在上面的电路中，跨越$R_{1}$的电压等于跨越$R_{2}$的电压，等于跨越$R_{3}$的电压，等于跨越电池的电压。这种电压的相等性可以用另一个表格来表示我们的起始值

Fhsst electricity79.png

就像串联电路一样，欧姆定律的相同注意事项也适用：电压、电流和电阻的值必须处于相同的上下文中，才能使计算正确。但是，在上面的示例电路中，我们可以立即将欧姆定律应用于每个电阻器以找到其电流，因为我们知道每个电阻器上的电压（9 伏特）和每个电阻器的电阻

Fhsst electricity80.png

Fhsst electricity81.png

在这一点上，我们仍然不知道此并联电路的总电流或总电阻是多少，因此我们无法将欧姆定律应用于最右边的（“总计”）列。但是，如果我们仔细思考发生的事情，应该很明显，总电流必须等于所有单个电阻器（“分支”）电流的总和

Fhsst electricity82.png

当总电流从 8 号点离开负 (-) 电池端子并流经电路时，部分电流会在 7 号点分流，向上流过 $R_{1}$，更多电流会在 6 号点分流，向上流过 $R_{2}$，剩余电流向上流过 $R_{3}$。就像河流分流成几条小溪一样，所有小溪的总流量必须等于整条河流的流量。在电流流过 $R_{1}$，$R_{2}$ 和 $R_{3}$汇合流回电池的正极 (+) 方向，流向 1 号点：从 2 号点流向 1 号点的电子流必须等于流过 $R_{1}$，$R_{2}$ 和 $R_{3}$ 的（支路）电流之和。

这是并联电路的第二个原理：总电路电流等于各个支路电流之和。利用这个原理，我们可以用 $I_{R1}$，$I_{R2}$ 和 $I_{R3}$ 之和来填补我们表格中的 $I_{T}$ 位置。

Fhsst electricity83.png

最后，将欧姆定律应用于最右边的“总计”栏，我们可以计算出总电路电阻。

Fhsst electricity84.png

请注意这里很重要的一点。总电路电阻只有 625 $\Omega$：小于任何一个单独的电阻。在串联电路中，总电阻是各个电阻之和，总电阻必然大于任何一个单独的电阻。然而，在并联电路中，情况恰恰相反：我们说各个电阻是减弱而不是加起来得到总电阻。这个原理完成了我们对并联电路“规则”的三元组的描述，就像串联电路也被发现有电压、电流和电阻三个规则一样。从数学上讲，并联电路中总电阻与各个电阻之间的关系如下所示

Fhsst electricity85.png

相同的基本形式的公式适用于任何数量的并联连接的电阻，只需在分数分母上添加尽可能多的1/R项来适应电路中所有并联连接的电阻。