分流器电路是并联电路,其中源电流或电源电流分为多个并联路径。在并联电路中,所有组件的端子连接在一起,共享相同的两个末端节点。这导致电流流动或通过的路径和分支不同。但是,通过每个组件的电流可以具有不同的值。
并联电路的主要特征是,尽管它们可能产生流经不同分支的不同电流,但所有连接路径的电压均相同。那就是V R1 = V R2 = V R3 …等。因此,消除了寻找单个电阻器电压的需要,从而可以通过基尔霍夫电流定律(KCL)和欧姆定律轻松找到分支电流。 电阻分压器无源分流器网络最容易理解且最基本的形式是两个并联在一起的电阻器。在当前的分配规则使我们能够计算流经各并联电阻分支的总电流的百分比的电流。考虑下面的电路。 电阻分流电路
在这里,这个基本的分流器电路包括两个电阻:R 1和R 2并联,将它们之间的电源或源电流I S分成两个独立的电流I R1和I R2,然后再次结合在一起并返回到电源。 由于源电流或总电流等于各个分支电流的总和,因此电路中流过的总电流I T由基尔霍夫电流定律KCL给出: I T = I R1 + I R2 由于两个电阻器并联,为了使基尔霍夫电流定律(KCL)成立,因此必须遵循的原则是流过电阻器R 1的电流等于: I R1 = I T – I R2 流过电阻器R 2的电流将等于: I R2 = I T – I R1 由于每个电阻元件上都存在相同的电压(V),因此我们可以根据该公共电压找到流过每个电阻器的电流,因为遵循欧姆定律,其简单地是V = I * R。因此,求解并联组合两端的电压(V)可得出:
求解I R1得到:
同样,求解I R2得到:
请注意,上述每个支路电流的方程在其分子中具有相反的电阻。也就是说,对于I 1,我们使用R 2;对于I 2,我们使用R 1。这是因为每个支路电流与其电阻成反比,从而导致较小的电阻具有较大的电流。 分流器示例120Ω电阻与60Ω电阻并联连接。如果组合连接在30伏电池电源上,请找到流过每个电阻器的电流以及电源所提供的总电流。
请注意,较小的20Ω电阻器具有较大的电流,因为就其本质而言,较大的电流将始终流经电阻最小的路径或分支。那么这意味着短路将产生最大电流,而开路将导致零电流。还要记住,并联电阻的等效电阻R EQ始终小于最小电阻的欧姆值,随着并联电阻的增加,等效电阻会减小。 有时不必计算所有支路电流,如果电源或总电流I T已知,则可以通过从总电流中减去基尔霍夫电流定律所定义的电流来简单地找到最终支路电流。 分流器示例2如下图所示,三个电阻器连接在一起形成一个分压电路。如果电路由100伏1.5kW电源供电,请使用电流分配规则和等效电路电阻来计算各个分支电流。
1)总电路电流I T
2)等效电阻R EQ
3)支路电流I R1,I R2,I R3
我们可以根据基尔霍夫电流规则检查计算,所有支路电流将等于总电流,因此:I T = I R1 + I R2 + I R3 = 10 + 4 + 1 = 15安培,符合预期。因此我们可以看到,总电流I T根据由支路电阻确定的简单比率进行分配。而且,随着并联连接的电阻器数量的增加,在给定的电源电压V S的情况下,总的电流I T也会增加,因为有更多的并联支路吸收电流。 当前部门使用电导在并联电路中查找分支电流的另一种简单方法是使用电导方法。在直流电路中,电导是电阻的倒数,用字母“ G ”表示。由于电导(G)是以欧姆(Ω)为单位的电阻(R)的倒数,因此欧姆的倒数称为“ mho”(℧)(欧姆符号倒置)。因此G = 1 / R。电导的电气单位是西门子(符号S)。 因此,对于并联电阻,等效电导率或总电导率C T等于所示各个电导率的总和。 平行电导
因此,如果电阻的固定值为10Ω,则等效电导为0.1S,依此类推。由于存在倒数,因此电导值高表示电阻值低,反之亦然。对于很小的电导,我们还可以使用毫西门子(mS),微西门子(microSiemens),美国甚至纳米西门子(nS)形式的前缀。因此,一个10kΩ的电阻将具有100uS的电导。 使用I = V / R的电流的欧姆定律方程,我们可以使用电导将分支电流定义为:I = V * G 实际上,我们可以进一步说明这一点,即上述并联电阻网络的电源电流为:
但是从上面我们知道,对于并联电路,电压对于所有组件都是通用的,并且电压等于电流乘以电阻V = I * R,因此可以得出结论,当使用电导时,电压等于电流除以电导。即V = I / G。 然后我们可以将上述分流规则的等式表达为与电导(G)的关系,而不是与电阻(R)的关系: 使用电导的电流分频器规则
同样,对于并联电阻器中的电流,R 2和R 3给出为:
您可能已经注意到,与上面的电阻公式不同,每个分支电流在其分子中具有相同的电导率。也就是说,对于I 1,我们使用G 1;对于I 2,我们使用G 2。这是因为电导是电阻的倒数。 分流器示例3使用电导方法,找到以下并联电阻电路的单个支路电流I 1,I 2和I 3。
总电导G T
总电源电流I S
单个支路电流I 1,I 2和I 3
由于电导是电阻的倒数或倒数,因此示例电路的等效电阻值仅为1 / 800uS,等于1250Ω或1.25kΩ,明显小于2kΩ时R 1的最小电阻值。 电流分频器摘要电流分频器或电流分配是在一个并联电路寻找各个分支电流的过程各自平行元件具有相同的电压。基尔霍夫(Kirchhoff)的现行定律(KCL)指出,进入结点或节点的单个电流的代数和等于离开结点或节点的电流。那就是最终结果是零。 当已知等效电阻和总电路电流时,基尔霍夫的分流器规则也可用于查找各个分支电流。当仅涉及两个电阻分支时,一个分支中的电流将占总电流I T的一部分。如果两个并联电阻支路的值相等,则电流将平均分配。 在三个或更多并联支路的情况下,等效电阻R EQ用于将总电流分成每个支路的分数电流,从而产生一个电流比,该电流比等于其电阻值的倒数,从而电阻值较小。目前最大的份额。供给或总电流I Ť是所有单独的分支的电流的总和。然后,这使得分流器可用于电流源。 有时将电导与并联电路配合使用会很方便,因为它可以帮助减少确定通过并联连接在一起的各个电路元件的支路电流所需的数学运算。这是因为对于并联电路,总电导是各个电导值的总和。电导是电阻的倒数或倒数,因为G = 1 / R。电导的单位是SiemensS。即使分压器的电源电压是DC或AC,也可以使用元件的电导。
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