title: 第3节 简单的并联电路(修订中) autoGroup-5: 卷1-直流电(DC) 第5章-串联和并联电路 # 形成侧边栏章节并排序 -X X为排序号 0~100... date: 2022-03-06 14:51:47 search: true # vuepress-plugin-fulltext-search 完全搜索插件使用 comment: false # 是否启用评论插件 sidebarDepth: 2 # 0 展开到h1 1 展开到h2 2 展开到h3
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第3节 简单的并联电路
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- 1. 并联电路中的电压
- 2. 简单并联电路的欧姆定律应用
- 3. 并联电路中的电阻方程
- 4. 如何更改 SPICE 的并联电路编号方案
- 5. 并联电路的三个规则
- 6. 总结
- 7. 总目录
在本页中，我们将概述并联电路的三个原则：
- **电压：**并联电路中所有元件的电压相等。
- **电流：**总电路电流等于各个支路电流的总和。
- **电阻：**单个电阻变小，总电阻会变小，但总电阻不等于所有电阻之和。
让我们看一些演示这些原理的并联电路示例 (opens new window)。
我们将从由三个电阻器和一个电池组成的并联电路 (opens new window)开始：
# 1. 并联电路中的电压
了解并联电路的第一个原则是电路中所有元件的电压相等。这是因为并联电路中只有两组电气公共点（等电位点），并且在任何给定时间，两组公共点之间测量的电压必须始终相同。
因此，在上述电路中，R 1两端的电压等于R 2 两端的电压，R 2两端的电压等于R 3 两端的电压，R 3两端的电压等于电池两端的电压。
对于我们的起始值，可以在另一个表中表示这种相等的电压：
# 2. 简单并联电路的欧姆定律应用
就像串联电路 (opens new window)的情况一样，欧姆定律 (opens new window)的注意事项同样适用：电压、电流和电阻的值必须在相同背景下，以便正常计算。
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求出其电流，因为我们知道每个电阻器上的电压（9 伏）和电阻：
在这一点上，我们仍然不知道这个并联电路的总电流或总电阻是多少，所以我们不能将欧姆定律应用于表中最右列。但是，如果我们认真思考，很明显总电流必须等于所有电阻器（“分支”）电流的总和：
当总电流在点 1 流出正极 (+) 电池端子并流过电路时，一些电流在点 2 分流通过 R 1，更多的电流在点 3 分流通过 R 2，其他的通过 R 3。就像一条河流分成几条小溪流一样，所有小溪流的流量必须等于整条河流的流量。
当通过 R 1、 R 2和 R 3的电流汇合流回电池的负极 (-) 并流向点 8 时也会遇到同样的情况：从点 7 流向点 8 的电流必须等于通过 R 1、 R 2和 R 3的（分支）电流总和。
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。
使用这个原理，我们可以用 I R1、 I R2和 I R3的总和来填充表格中的Total列：
# 2.1. 如何计算并联电路中的总电阻
最后，将欧姆定律应用于最右边（“总”）列，我们可以计算总电路电阻：
# 3. 并联电路中的电阻方程
请注意这里非常重要的一点。总电路电阻仅为 625 Ω：_小于_任何一个单独的电阻。在串联电路中，总电阻是各个电阻的总和，总电阻必然_大于_单个电阻中的任何一个。然而，在并联电路中，情况恰恰相反：单个电阻变小，总电阻会变小一点，而不是所有电阻相加的和。
这个原理完成了我们的并联电路“规则”三要素，正如我们发现串联电路具有电压、电流和电阻的三个规则一样。
在数学上，并联电路中总电阻和单个电阻之间的关系如下所示：
# 4. 如何更改 SPICE 的并联电路编号方案
该方程的基本形式同样适用于任何数量的并联电阻，只要在分数的分母上添加所需的1/R项，即可计算电路中的所有并联电阻。
就像串联电路一样，我们可以使用计算机仿真来仔细检查我们的计算。首先，当然，我们必须用计算机可以理解的方式向计算机描述我们的示例电路。我将从重新绘制电路开始：
根据 SPICE ，识别电路中点的原始编号方案必须更改。
在 SPICE 中，所有电气公共点（等电位点）必须共享相同的节点号。这就是 SPICE 如何知道什么与什么是如何联系起来的。
在一个简单的并联电路中，所有的点都在两组点中的一个电性上是共同的。对于我们的示例电路，连接所有元件顶部的导线将有一个节点号，连接元件底部的导线将有另一个节点号。
遵循将0作为节点编号的惯例，我选择数字 0 和 1：
像这样的示例使 SPICE 中节点编号的基本原理非常清晰易懂。通过让所有组件共享一组共同的数字，计算机“知道”它们都彼此并行连接。
为了在 SPICE 中显示支路电流，我们需要将零电压源与每个电阻串联，然后将我们的电流测量值参考这些源。
无论出于何种原因，SPICE 程序的创建者都将其设计为只能通过电压源计算电流。这是 SPICE 仿真程序的一个不让人满意的需求。随着每个“虚拟”电压源的添加，必须创建一些新的节点编号以便将它们连接到各自的分支电阻器：
# 5. 并联电路的三个规则
总之，并联电路被定义为所有组件都连接在同一组电气公共点（等电位点）之间的电路。另一种说法是所有组件都通过彼此的端子连接。根据这个定义，并联电路的三个规则如下：
- 所有元件电压相等。
- 单个电阻变小，总电阻会变小，但总电阻不等于所有电阻之和。
- 总电流等于支路电流只和。
就像串联电路的情况一样，所有这些规则都源于并联电路的定义。如果您完全理解该定义，那么规则只不过是该定义的脚注。
# 6. 总结
- 并联电路中的元件共享相同的电压：E Total = E 1 = E 2 = 。. . 恩_
- 并联电路中的总电阻_小于_任何单个电阻： R Total = 1 / (1/R 1 + 1/R 2 + ... 1/R n )
- 并联电路中的总电流等于各个支路电流的总和：I Total = I 1 + I 2 + 。. . 我n。
相关练习：
# 7. 总目录
一次校对：向导协作团队 --- 八天一吨水 (opens new window)