第2阶段 电子电路的基本连接方式

电子电路在实际应用中只接一个负载的情况是很少的。因为不可能为每一个晶体管、每一个电子器件配备一个电源，因此在实际应用中总是根据具体情况把负载按适当的方式连接起来，以达到合理利用电源或供电设备的目的。电子电路常见的连接方式有串联、并联和混联3种。

1.2.1 串联电路的结构特征

串联电路又可以分为电阻器的串联、电容器的串联和电感器的串联。

1.电阻器的串联

把两个或两个以上的电阻器依次首尾连接起来的方式称为“串联”，如图1-37所示。如果把电阻串连接到电源的两极上，则由于串联电路中各处电流相等，即

U1=IR1 U2=IR2 Un=IRn

而U=U1＋U2＋…＋Un，所以有U=I（R1＋R2＋…＋Rn），因而串联后的总电阻为各电阻之和，即

R=U/I=R1＋R2＋…＋Rn

电阻器串联电路的特点是电路中各处电流相等（大小相等且方向相同）。

2.电容器的串联

电容器是由两片极板组成的，它具有存储电荷的功能。电容器所存的电荷量（Q）与电容器的容量和电容器两极板上所加的电压成正比。图1-38为电容器上电量与电压的关系。

图1-39为3个电容器串联的电路示意图及计算方法。在串联电路中各点的电流相等。当外加电压为U时，各电容器上的电压分别为U1、U2、U3，在3个电容器上的电压之和等于总电压。如果电容器上的电荷量都为同一值Q，即

将串联的3个电容器视为1个电容C，则

即

从如图1-39所示及上述公式可见，串联电容器的合成电容量的倒数等于各电容的倒数之和。

3.电感器的串联

图1-40是3个电感器串联的电路示意图及计算方法。串联电路的电流I都相等，电感量与线圈的匝数成正比。实际上与电阻器的计算方法相同，即

L=L1＋L2＋L3

1.2.2 并联电路的结构特征

并联电路又可以分为电阻器的并联、电容器的并联和电感器的并联。

1.电阻器的并联

把两个或两个以上的电阻器（或负载）按首首和尾尾连接起来的方式称电阻器的并联，如图1-41所示。由图可见，假定将并联电路接到电源上，由于并联电路各并联电阻器两端的电压相同，因而根据欧姆定律有I1=U/R1，I2=U/R2、…、In=U/Rn，而I=I1+I2+…+In，所以有

而电路的总电阻（R）与电压（U）和总电流（I）也应满足欧姆定律，即I=U/R，因而可得

说明并联电路总电阻的倒数等于各并联支路各电阻倒数之和。把电阻的倒数定义为“电导”，用字母“G”表示。电导的单位是“西门子”，用“S”表示。

规定

因而电导式就可改写成

G=G1+G2+…+Gn

式中，

从上式可见，并联电阻器的总电导等于各并联支路电导之和。

2.电容器的并联

图1-42为3个电容器并联的电路示意图及计算方法，总电流等于各分支电流之和。给3个电容器加上电压U时，各电容器上所储存的电荷量分别为Q1=C1U、Q2=C2U和Q3=C3U。

如果将C1、C2和C3三个电容器视为一个电容器C，则合成电容的电荷量Q=CU，合成电容器的电荷量等于每个电容器的电荷量之和，即

CU=C1U+C2U+C3U=（C1+C2+C3）U

即 C=C1+C2+C3

从上述公式可见，并联电容器的合成电容等于电容之和。

3.电感器的并联

图1-43为3个电感器并联的电路示意图及计算方法，并联电感的倒数等于三个电感的倒数之和，即

1.2.3 混联电路的结构特征

在一个电路中，既有电阻器的串联，又有电阻器的并联的电路称为混联电路。分析混联电路可采用下面的两种方法。

1.利用电流的流向及电流的分合将电路分解成局部串联和并联的方法

已知R1=3Ω，R2=6Ω，R3=R4=R5=2Ω，R6=4Ω，求A、B两端的等效电阻，如图1-44所示。

解：假设有一电源接在A、B两端，且A端为“+”，B端为“-”，则电流流向如图1-44中箭头所示。由于在I3流向的支路中，R3、R4、R5是串联的，因而该支路总电阻R′CD为

R′CD=R3+R4+R5=6Ω

由于I3所在支路与I2所在支路是并联的，所以

即

R1、RCD和R6又是串联的，因而电路的总电阻为

RAB=R1+RCD+R6=10Ω

2.利用电路中等电位点分析混联电路

求a、b两点间的总电阻，并计算R1两端的电压，如图1-45（a）所示。

解：根据等电位点画出实际电路的等效电路如图1-45（b）所示。首先由于R2、R3和R4是并联的，然后再与R1串联，因而总电阻为

电路总电流为

由欧姆定律可知R1两端的电压为

U1=IR1=1×1=1（V）

专家提醒