什么是混聯(lián)電路
混聯(lián),是指既有串聯(lián)又有并聯(lián)的結(jié)構(gòu)方式,在電路、機(jī)床、混合動(dòng)力系統(tǒng)等中常用。其中電路即叫混聯(lián)電路。方式為串聯(lián)電路和并聯(lián)電路。
混聯(lián)電路的分析方法
首先明確電路各部分的連接方法,然后分析出局部電路電阻的變化對(duì)電路總電阻的影響,進(jìn)而分析出電路總電流的變化,由總電流的變化分析各部分電壓的變化,由各部分電壓的變化分析局部電路上電流變化思路為:局部電阻變化→總電阻變化→總電流變化→各部分電壓變化→局部電流變化。
分析總電阻變化時(shí)注意:
?。?)電阻串聯(lián):其中之一變大,串聯(lián)電路總電阻變大;其中之一變小,總電阻也變小。
?。?)電阻并聯(lián):其中之一變大,并聯(lián)電路總電阻變大;其中之一變小,總電阻也變小。
混聯(lián)電路的分析與計(jì)算
一)節(jié)點(diǎn)法
該法是簡(jiǎn)化混聯(lián)電阻電路最有效的且用得最多的一種方法。它采用四個(gè)步驟:
1.確定計(jì)算哪兩端間的電阻。
2.找出電路中的獨(dú)立節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn):三條或三條以上支路的連接點(diǎn))。電路中有直接用導(dǎo)線連接的兩點(diǎn),應(yīng)視為同一個(gè)點(diǎn)(即等電位點(diǎn))。
3.把各節(jié)點(diǎn)、兩端點(diǎn)豎直(或水平)排列。兩端點(diǎn)位于最外層。
4.連接節(jié)點(diǎn)間、端點(diǎn)間和節(jié)點(diǎn)與端點(diǎn)間的電阻。連接兩節(jié)點(diǎn)間、兩端點(diǎn)間和節(jié)點(diǎn)與端點(diǎn)間的電阻時(shí),不能穿過(guò)其他節(jié)點(diǎn)或端點(diǎn)。
例:如圖1電路中,已知R1=R2=R3=R4=6Ω,求電路中a、b間的電阻?
分析:利用節(jié)點(diǎn)法,就可將圖l原電路等效為圖2所示電路,由圖2可知,R1、R2電阻與R3并聯(lián)后,再與R4串聯(lián),即為a、b間的電阻Rab。
解:∵1/R123=1/R1+1/R2+1/R3=1/6十1/6+1/6=1/2
R123=2Ω
Rab=R123+R4=6Ω+2Ω=8Ω.
二)平衡電橋等效法
該法是簡(jiǎn)化具有平衡電器橋路最有效的一種方法。它利用電橋電路平衡時(shí),橋支路可視為開(kāi)路或短路的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)將原混聯(lián)電阻電路向串聯(lián)并聯(lián)電阻電路的等效變換。
電橋電路如圖3所示,由電阻R1~R5構(gòu)成的電路就是一個(gè)電橋電路。其中由電阻R5構(gòu)成的支路,稱(chēng)為“橋支路”:由電阻R1一R4各自構(gòu)成支路,稱(chēng)為“橋臂支路”,電阻R1~R4稱(chēng)為“橋臂電阻”。
電橋平衡時(shí),橋支路可視為開(kāi)路或短路,這是因?yàn)楫?dāng)橋支路的電流為零或橋支路兩端電位相等時(shí),電橋平衡。所以電橋平衡時(shí),當(dāng)橋支路的電流為零時(shí),橋支路當(dāng)然可視為開(kāi)路(如圖4):當(dāng)橋支路兩端電位相等時(shí),橋支路當(dāng)然可視為短路(如圖5)。
怎樣確定電橋電路是否平衡呢?在電橋電路中,當(dāng)相對(duì)“橋臂電阻”乘積相等(或相鄰“橋臂電阻”比值相等),則原電橋電路平衡(可推導(dǎo))。
通過(guò)以上分析.利用本法化簡(jiǎn)帶平衡電橋的混聯(lián)電阻電路只用兩個(gè)步驟:1、利用電橋電路平衡條件確定電橋式混聯(lián)電阻電路是否平衡。2、如果原電路是平衡的,對(duì)橋支路進(jìn)行開(kāi)路或短路的等效處理。
例:如圖3所示電路中,已知R1=20Ω,R2=40Ω,R3=60Ω,R4=30Ω,R5=50Ω,求電路中a、b間的電阻?
分析:先對(duì)原電橋電路進(jìn)行平衡判斷,如果原電路是平衡的.對(duì)橋支路進(jìn)行開(kāi)路等效處理。按圖4電路進(jìn)行計(jì)算(當(dāng)然也可按圖5處理)。由圖4電路可知,電阻R1與R2,電阻:R3與R4先串聯(lián),然后再并聯(lián)即為a、b間的電阻。
解:∵R1·R3=20×60=1200(Ω)
R2·R4=40×30=1200(Ω)
R1·R3=R2·R4
∴該電橋電路平衡
原電橋電路(圖3)等效為圖4電路
R12=Rl+R2=201Ω+40Ω=60Ω
R34=R3+R4=60Ω+30Ω=90Ω
Rab=R12·R34/(R12+R34)=(60x90)/(60+90)=36(Ω)
評(píng)論