您当前位于电子先锋 > 综合技术 > 电子技术基础(技术文档与实用电路) > 查看内容

纯电阻串联电路

作者: 古木发布日期:2006-03-12 12:23 查看数:1 出自:互联网

如图1－28所示是电阻串联电路，电路中只有电阻器，没有其他的元器件，所以称为纯电阻器电路。图1－28（a）所示电路中，电阻R1和R2引脚头尾相连，这种连接方式称为串联，构成两个电阻的串联电路，+V是该电路中的直流工作电压。

图1－28 电阻串联电路

分析这一电阻串联电路，要搞懂以下几个方面的问题。

1．串联电路总电阻愈串愈大

在电阻串联电路中，电阻串联后的总电阻会增大，即电阻串联愈多，电路总的电阻就愈大，这是两只电阻的串联电路，总电阻等于两只电阻之和，如果有更多的电阻串联，则串联电路的总电阻R＝R1+R2+R3……。电阻器串联电路中的总电阻等于各参与串联电阻器的阻值之和。

如果需要一只2 kΩ的电阻器，而手上没有这一阻值的电阻器，但有两只1 kΩ电阻器，将这两只电阻器串联后就能得到所需要的2 kΩ电阻器。

2．串联电路中电流处处相等

在串联电路中，流过电阻R1的电流是I₁，流过电阻R2的电流是I₂，串联电路中总的电流是I，如图1－28（b）所示，根据节点电流定律可知，流过各串联电阻的电流相等，且等于串联电路中的总电流，即I＝I₁＝I₂。如果电路中有三只或更多的电阻器相串联，流过各电阻器的电流都是相等的，且也等于串联电路中的总电流。

当电源电压+V大小保持不变时，如若串联电路总的电阻在增大，则电路中总的电流将减小，流过串联电路中各电阻的电流也将减小。

电阻串联电路的这一电流特性揭示了这样的一个特性：串联电路中各电阻器要么同时有电流流过，电路中就有电流流动，要么各串联电阻器中都没有电流流过，电路中就没有电流的流动。

电阻器串联电路这一电流特性对检查串联电路故障非常有用，只要测量电路中的任何一只电阻器有电流流过，便可以知道这一电路工作是正常的，反之只要测量电路中任何一只电阻器中没有电流的流过，那说明这一电路中没有电流的流动。

上面解说了利用电路特性指导电路故障检查的思路，在电路故障检修中，就是像这样对形形色色故障进行逻辑分析和检查，不了解电路的工作原理和特性，检修工作一定带有盲目性，甚至是错误的。

3．串联电路的电压降特性

根据欧姆定律可知，电阻上的电压等于该电阻的阻值与流过的电流之积，即U=I×R。例如，电阻R1上的电压降U1＝R1×I₁，电阻R2上的电压降U1＝R2×I₂。在电阻串联电路中，由于电路中的电流处处相等，这样就可以方便地知道，阻值大的电阻器上的电压降大。例如，当R1的阻值大于R2的阻值时，电阻R1上的电压降大于电阻R2上的电压降，在分析串联电路中哪个电阻器上的电压降大时，就可以利用这一电路特性，找出电阻值大的电阻器即可，显然这样的电路分析相当简单，便不了解串联电路的特性时，电路分析就不会变得如此的简单。

在串联电路中，各电阻器上的压降之和等于电源电压+V，如图1－28（b）所示电路，电阻R1上的电压降是U₁，电阻R2上的电压降是U₂，U₁＋U₂＝+V。

了解串联电路的电压特性，对电路故障的检修至少可以带来以下两点方便：

①电路中测量电压比测量电流方便许多，测量电流要断开测量点，然后串入万用表的表棒，而测量电压不需要断开电路，直接将两支表棒并联在电阻器两端即可。当需要测量流过串联电路中电阻器R1的电流时，两支表棒直接接触R1的两根引脚，测量该电阻器上的电压降，再除以该电阻器的阻值即可，得到流过电阻R1 电流大小，该电阻器的阻值标注在电阻器外壳上，查看很方便。

②如果测量串联电路中某个电阻器上的电压为0V，同时直流工作电压+V正常，就可以说明串联电路中的没有电流，串联电路存在开路故障。反之，若测量某个电阻器上有电压，说明这一串联电路工作基本正常。用这种测量电阻器两端电压的方法检查串联电路是否开路是相当方便的。

4．抓住串联电路中的主要矛盾

在电路分析中，要抓住电路中的主要矛盾，它是电路工作的关键，特别是电路中有许多元器件时，如果能及时地抓住电路中的主要作用元器件，无疑可以提高电路分析的速度和质量，这一点很重要。

在串联电路中，当其中某个电阻器的阻值远小于其他电阻器的阻值时，该电阻器的作用在电路分析中可以忽略不计，为了便于理解这一点，可以将该电阻器视为短路，即可以看成该电阻器两根引脚之间被一根电阻为零的导线接通，这样串联电路中就只有电阻值大的那只电阻器存在。

在电阻串联电路的分析过程中，要抓住阻值大的电阻，它是串联电路中的主要矛盾。因为电阻值大的电阻器其电压降大。

5．串联电路中的短路特征

如图1－29所示是串联电路短路示意图。电路中，原来电阻R1和R2串联，现在电阻R2被短路，这时串联电路会发生下列一些变化。

图1－29串联电路中的短路示意图

①在电阻R2短路后，串联电路中只有电阻R1 的存在，此时电路的总电阻值减小，就等于电阻R1的阻值。

②由于电路中的直流工作电压+V 大小没有变化，而串联电路的总电阻减小了，所以串联电路在电阻R2短路后电流会增大。电路中电流增大量的多少与被短路的电阻R2阻值有关，如果R2阻值比较大，短路后串联电流中的电流增大量比较大，这会造成电源+V的过电流（简称过流），当电源+V无法承受过大的电流时，电源就有被烧坏的危险。所以，串联电路中短路现象是有害的。同时，由于增大的电流也流过了串联电路中的其他电阻器，如流过R3，也会对其他电阻器造成过流，也存在损坏它们的危险。

③在串联电流中，如果测量发现流过某元器件的电流增大了，说明串联电路中存在短的现象。

④由于串联电路中某个电阻顺短路后电流增大，这样流过串联电路中其他电阻器的电流也将会增大，使其他电阻器上的电压降就会增大。

6．串联电路中的开路特征

　　电阻串联电路发生开路现象时，无论串联电路中的那个环节出现了开路，电路都将表现为一种现象，即电路中没有电流的流动。在串联电路中，开路故障对电路的危害一般情况下不大。

7．线性电路

在公式Ｕ＝ＲＩ中，当Ｒ不变（常数）时，改变Ｉ便一个相对应的Ｕ，画出Ｕ随Ｉ变化的特性曲线如图1－30所示，这种曲线称为伏－安（电压－电流）特性曲线，简称V－I曲线，它是用来表示电压随电流变化情况的曲线，从图中可以看出这是一条直线。各种电子元器件都有一条V-I特性曲线，如果V-I特性为直线，就能构成线性电路。

图1－30 线性电阻的Ｖ－Ａ特性曲线

电阻值Ｒ不变的电阻称为线性电阻，由线性电阻（当然还有其他线性元器件）构成的电路称为线性电路。电子电路有线性电路和非线性电路两种，像电阻器构成的串联电路就是线性电路，一般情况下电子电路中大量使用线性电路，在没有特别说明的情况下，电路都是线性电路。

有些元器件有线性和非线性两重性，如晶体三极管，这类元器件可以构成线性电路，也可以构成非线性电路。

从特性曲线中还可以看出，当电阻Ｒ的大小不同时，其直线的斜率不同。当电阻R大时，直线的斜率大，反之则小。

8．几点说明

关于电阻器串联电路还要说明下列两点：

①上述分析中没有说明流过串联电路中电阻器的电流是直流电流还是交流电流，因为无论是流过直流电流还是交流电流，电阻器都有相同的电路作用。

②上面介绍的是电阻器串联电路，这是其他各种串联电路的基础，实用电路中会出现其他元器件构成的串联电路，如电容器的串联电路、电阻器和电容器的串联电路等，这些串联电路都可以用电阻串联电路进行等效来理解它们的工作原理，所以电纯阻串联电路是所有串联电路的基本电路。