在之前的教程中,我們學(xué)習(xí)了怎樣將各個(gè)阻值器聯(lián)接在一起以產(chǎn)生串聯(lián)內(nèi)阻器網(wǎng)路或并聯(lián)內(nèi)阻器網(wǎng)路,但是我們使用歐姆定理來(lái)查找每位內(nèi)阻器組合上的各類電壓和電流。但我們也可以將內(nèi)阻串并聯(lián)組合在一起。
假如我們想在同一電路中以“同時(shí)”并聯(lián)和串聯(lián)組合形式將各類內(nèi)阻器聯(lián)接在一起以形成更復(fù)雜的內(nèi)阻網(wǎng)路串聯(lián)和并聯(lián)電阻熱量,我們?cè)趺垂浪氵@種內(nèi)阻組合的組合或總電路內(nèi)阻、電流和電流呢?
將串聯(lián)和并聯(lián)內(nèi)阻網(wǎng)路組合在一起的內(nèi)阻電路一般稱為內(nèi)阻組合或混和內(nèi)阻電路。估算電路等效內(nèi)阻的方式與任何單個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)電路的方式相同,希望我們?nèi)缃駮缘么?lián)內(nèi)阻器承載完全相同的電壓,并聯(lián)內(nèi)阻器兩端具有完全相同的電流。
比如,在下邊的電路中估算取自12v電源的總電壓(IT)。
乍一看,這也許是一項(xiàng)繁重的任務(wù),但假如我們仔細(xì)觀察,都會(huì)發(fā)覺(jué)兩個(gè)阻值器R2和R3實(shí)際上都以“串聯(lián)”組合聯(lián)接在一起,因而我們可以將它們加在一起形成一個(gè)等效阻值與我們?cè)诖?lián)內(nèi)阻教程中所做的相同。因而,該組合的合成內(nèi)阻為:
R2+R3=8Ω+4Ω=12Ω
所以我們可以用一個(gè)內(nèi)阻值12Ω的阻值取代里面的內(nèi)阻R2和R3
所以我們的電路現(xiàn)今有一個(gè)與內(nèi)阻器R4“并聯(lián)”的阻值器RA。在并聯(lián)多項(xiàng)式中使用我們的內(nèi)阻器,我們可以使用兩個(gè)并聯(lián)聯(lián)接內(nèi)阻器的公式將此并聯(lián)組合減小為單個(gè)等效內(nèi)阻器值R(組合),如下所示。
由此形成的內(nèi)阻電路如今看上去像這樣:
我們可以看見(jiàn)剩余的兩個(gè)內(nèi)阻R1和R(梳狀)以“串聯(lián)”組合聯(lián)接在一起,但是它們可以再度加在一起(內(nèi)阻串聯(lián)),因而A點(diǎn)和B點(diǎn)之間的總電路內(nèi)阻為給出為:
R(ab)=Rcomb+R1=6Ω+6Ω=12Ω
這樣就可以用一個(gè)12Ω的內(nèi)阻取代里面原先電路中原先連在一起的四個(gè)內(nèi)阻。
通過(guò)使用歐姆定理,流經(jīng)電路的電壓值(I)估算如下:

之后我們可以看見(jiàn),任何由多個(gè)內(nèi)阻組成的復(fù)雜內(nèi)阻電路都可以通過(guò)使用上述步驟替換所有串聯(lián)或并聯(lián)聯(lián)接在一起的內(nèi)阻,將其簡(jiǎn)化為只有一個(gè)等效內(nèi)阻的簡(jiǎn)單單個(gè)電路。
我們可以更進(jìn)一步,使用歐姆定理找到兩個(gè)環(huán)路電壓I1和I2,如圖所示。
V(R1)=I*R1=1*6=6伏特
V(RA)=VR4=(12–VR1)=6伏
因而:
I1=6V÷RA=6÷12=0.5A或500mA
I2=6V÷R4=6÷12=0.5A或500mA
因?yàn)閮蓚€(gè)環(huán)路的內(nèi)阻值相同,均為12Ω,因而I1和I2的兩個(gè)環(huán)路電壓也相等,均為0.5A(或500mA)。因而,總電源電壓IT為:0.5+0.5=1.0安培,如上估算。
在進(jìn)行這種修改后,使用復(fù)雜的內(nèi)阻器組合和內(nèi)阻網(wǎng)路有時(shí)更容易勾畫(huà)或重新勾畫(huà)新電路,由于這有助于作為物理的視覺(jué)輔助。之后繼續(xù)更換任何串聯(lián)或并聯(lián)組合,直至找到一個(gè)等效內(nèi)阻REQ。讓我們嘗試另一個(gè)更復(fù)雜的內(nèi)阻組合電路。
內(nèi)阻串聯(lián)和并聯(lián)示例No2
找出以下內(nèi)阻組合電路的等效內(nèi)阻REQ。
同樣,乍一看,這個(gè)內(nèi)阻矩形網(wǎng)路雖然是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù),但和先前一樣,它只是聯(lián)接在一起的串聯(lián)和并聯(lián)內(nèi)阻的組合。從右邊開(kāi)始,使用兩個(gè)并聯(lián)阻值的簡(jiǎn)化等式,我們可以找到R8到R10組合的等效阻值,并將其稱為RA。
RA與R7串聯(lián),因而總內(nèi)阻將為RA+R7=4+8=12Ω,如圖所示。

這個(gè)12Ω的內(nèi)阻值現(xiàn)今與R6并聯(lián),可以估算為RB。
RB與R5串聯(lián),因而總內(nèi)阻將為RB+R5=4+4=8Ω串聯(lián)和并聯(lián)電阻熱量,如圖所示。
這個(gè)8Ω的內(nèi)阻值現(xiàn)今與R4并聯(lián),可以估算為RC,如圖所示。
RC與R3串聯(lián),因而總內(nèi)阻將為RC+R3=8Ω,如圖所示。
這個(gè)8Ω的內(nèi)阻值現(xiàn)今與R2并聯(lián),從中我們可以估算出RD為:
RD與R1串聯(lián),因而總內(nèi)阻將為RD+R1=4+6=10Ω,如圖所示。
之后,里面由十個(gè)串聯(lián)和并聯(lián)組合聯(lián)接在一起的獨(dú)立內(nèi)阻組成的復(fù)雜組合內(nèi)阻網(wǎng)路可以僅用一個(gè)值為10Ω的等效內(nèi)阻(REQ)取代。
在求解由串聯(lián)和并聯(lián)大道的內(nèi)阻組成的任何組合內(nèi)阻電路時(shí),我們須要采取的步是辨識(shí)簡(jiǎn)單的串聯(lián)和并聯(lián)內(nèi)阻大道,并用等效內(nèi)阻替換它們。
這一步將使我們能否增加電路的復(fù)雜性,并幫助我們將復(fù)雜的組合內(nèi)阻電路轉(zhuǎn)換為單個(gè)等效內(nèi)阻,記住串聯(lián)電路是分壓器,并聯(lián)電路是分流器。
然而,估算不能簡(jiǎn)化為使用等效內(nèi)阻的簡(jiǎn)單并聯(lián)或串聯(lián)電路的更復(fù)雜的T-pad衰減器和內(nèi)阻橋網(wǎng)路須要不同的方式。這種更復(fù)雜的電路須要使用基爾霍夫電壓定理和基爾霍夫電流定理來(lái)解決,這將在另一個(gè)教程中進(jìn)行處理。
在下一個(gè)關(guān)于內(nèi)阻器的教程中,我們將研究包括內(nèi)阻器在內(nèi)的兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差(電流)。
