用电器的并联

如图 12-16 所示,把三个电阻分别是 R1、R2、R3 的用电器的一端连接在一起,把另一端也连接在一起,这样就组成了并联电路。

图 12-16

在并联电路中,用电压表测量各个支路上用电器两端的电压,可以发现读数是相同的,这表明并联电路中各支路两端的电压相等。

为了便于计算,我们可以设想用 R 总来等效替代三个并联用电器的电

阻 R1、R2、R3,在同一电路中并联着的三个电阻的电功率的和必定跟替代它们的 R 总的电功率完全相等,于是可以列出

P 总=P1+P2+P3。

根据电功率的公式

U 2

P=IU= R ,

U 2

U 2 U 2 U 2

可以得出

= 1 + 2 + 3

R 总 R1 R2 R3

由于并联电路各支路两端的电压相等,即 U=U1=U2=U3,因此消去等式两边的电压平方,可以得出并联电路的等效电阻,即总电阻 R 总跟各个支路上用电器电阻 R1、R2、R3 之间的关系式

1 = 1 + 1

R 总 R1 R2

  • 1 。

R 3

上式表明:并联电路总电阻的倒数,等于各个支路上用电器电阻的倒数之和。

并联电路中通过总电阻的电流是 I,通过支路上用电器 R1、R2、R3 的

电流分别是 I1、I2、I3。根据等效替代的关系 P 总=P1+P2+P3 和电功率的公式 P=IU 可得

IU=I1U1+I2U2+I3U3,

由于并联电路各支路两端的电压相等,因此消去等号两边的电压,可以得出

I=I1+I2+I3。

上式表明:并联电路的总电流,等于通过各支路用电器的电流之和。

[例题 12.8] 用电器的电阻为 1000Ω,允许通过的最大电流为 100 μA,如果要接到电流为 0.1A 的电路中去,必须采取什么措施?

〔分析〕如果通过用电器的电流超过它允许通过的最大电流,用电器会因发热过多而烧毁,因此必须在用电器上并联一个电阻,如图 12-17 所示,让一部分电流通过支路电阻。

图 12-17

解设用电器的电阻为 Rm,并联的电阻为 Rx,允许通过用电器的最大电流为 Im=0.0001A,则通过支路电阻的电流

Ix=0.1A-0.0001A=0.0999A。

根据并联电路的特点,可以列出ImRm=IxRx=U,

因此,可以算出支路电阻

Rx= Im Rm= 0.0001 ×1000Ω≈1Ω。

I x 0.0999

上面例题中,并联的电阻分担了电路中一部分电流,这种作用叫做分流作用,并联的电阻叫做分流电阻

【讨论】

将几个电阻不同的电灯泡并联起来,连接到电路里去,哪一个最亮? 哪一个最暗?