电路的联接方式与特性
在电工和电子领域中,电路的连接方式至关重要,主要分为三种:并联、串联以及混联(即电路中同时存在串联和并联)。
对于这两种连接方式——串联与并联,常常被广泛讨论。那么,究竟何为串联,何为并联呢?它们又是如何排列的呢?各自具有哪些特性和表现呢?
这些知识,早在物理课堂上,老师就曾不厌其烦地向我们讲解过。随着时间的推移,当我们离开学校、踏入工作岗位后,这些知识似乎逐渐被我们遗忘。但对于从事电工行业的人员来说,了解这些知识点仍然是非常重要的,以免在他人询问时,我们显得茫然无知。
好了,让我们开始进入正题。看下面这张图,展示的就是并联电路的连接方式:多个负载(或用电器)的头和头相连,尾和尾也相连,然后分别接入电源中。这种接法就是并联接法。如果有更多的负载需要接入时,仍可以按照这种方式进行并联。
那么,关于串联呢?串联是将每个负载(或用电器)的头和尾依次相连,形成一条线路。如下图所示:
在了解完连接方式后,我们再来探讨它们各自的特点。我们通常从三个物理量——电流、电压和电阻来描述它们。
在并联电路中,干路的总电流等于各分支电流之和。这被称为并联分流功能。打个比方,就像水流在分叉的水管中分流一样。假设流进的总水量为十吨,如果分支管大小相同,那么每个分支管都将分流五吨水。继续流出汇合后,总水量仍然是十吨。如果分支管大小不一,就如同我们实际中的负载大小不一。在并联电路中,每个负载两端的电压都等于电源电压。无论是直流还是交流电,用电器都是跨接在电源之中。
在并联电路中,总的等效电阻是各分电阻的倒数之和的倒数。这个特性表明,并联电路的总电阻是最小的,比并联电路中的任何分电阻都要小。
再来说说串联电路。在串联电路中,电流在每个负载中都是相等的。流进的总电流等于流经每个负载的电流。串联电路的总电压等于各分电压之和。由于每个负载都会有电压降,因此我们说串联电路具有分压功能。分压的多少与每个负载的电阻大小有关。
这个特性在电子领域应用非常广泛。例如,当我们需要取大小合适的需求电压值时,通常会采用这种串联接法。在串联电路中,总电阻等于各分阻之和。当我们需要增大电阻时,通常会采用串联的方法;而当需要减小电阻时,则采用并联电路。
在实际应用中,无论是电源、电器元件还是用电器(负载),串联、并联甚至混联都有大量的应用实例。例如,在工业控制电路和家庭电路中,交流电大多采用并联方式,因为它易于控制且关断一处电源不会影响其他负载的运行。而串联电路则在直流和电子领域中应用较多。比如电瓶车的电瓶就是电源串联的经典应用。