系列电路|基础,特征,应用,KVL,电压分隔器

电子设备是一个引人入胜的主题。我们在日常生活中使用无数的电子设备,设备和小工具。如果您想了解电子设备,要么自己设计产品或安装或维修产品,就必须从电动系统,电路和电源的基础知识开始。一个这样的基本概念是系列电路(另一个是平行电路)。如果您学习了系列和并行电路的基础知识,则可以轻松地在大型复杂电路上工作。在本指南中,我们将探讨有关系列电路,基尔乔夫的电压定律(KVL)和电压分隔符概念的更多信息。

我们已经制作了平行电路的专门指南,也是对系列与平行电路。检查上述链接以获取更多信息。

什么是系列电路?

我们已经从先前的教程中知道,电路是能源(电压或电流源),某些组件(电伟德老虎机手机版阻器,电容器等)和金属导体的组合来连接它们。电流从能源(例如电池)流向负载(例如灯泡,本质上是电阻器),并通过导体和灯泡发光。

如果我们有两个或更多灯泡怎么办?我们如何将它们连接到一个电池?您可以通过几种基本方法将两个或多个电子组件连接到能源。它们是:系列和平行。您还可以将这两种类型的结合到制造复杂的电路中,但这两个是主要电路。

在系列电路中,我们以“系列”方式将所有组件背靠背连接。让我们在此处以灯泡和电池为例。由于灯泡有两个腿(或端子或触点),因此我们将第一灯泡的第二条腿连接到第二灯泡的第一腿。

然后,我们继续这一点,即第二条灯泡的第二回合到第三灯泡的第一站,依此类推。最后,我们将第一个灯泡的第一腿和最后一个灯泡的第二条腿连接到电池。这是串联电路的最简单解释。

您可以在以下电路图的帮助下轻松理解。在此,我们有一个电池和四个灯泡,所有灯泡都与电池“串联”。

串联电路的特征

让我们了解与系列电路相关的规则。为此,我们将使用电阻器作为最简单的电路组件。假设有一个电压源,串联有三个电阻。

电路中的电流只有一条路径。

由于只有一个电流路径,因此相同的电流流经串联电路的所有组件。例如,如果我是电路中的电流,则通过所有电阻器r的电流1,r2和r3也是我

所以,如果我R1是电流通过r1, 我R2是电流通过r2和我R3是电流通过r3, 然后

i = iR1= iR2= iR3

接下来,串联电路中所有组件的电压总和等于源电压。如果vR1,vR2和vR3是横跨R的电压滴吗1,r2和r3分别为v是电源电压(或源电压),然后

v = vR1+ vR2+ vR3

根据欧姆定律,我们知道,跨组件的电压下降等于流过整个组件及其电阻的乘积。

v = i×r

我们可以将该法律应用于上述电路。

v = vR1+ vR2+ vR3

但是根据欧姆法律,

vR1= iR1×r1,vR2= iR2×r2和vR3= iR3×r3

在上面的方程式中替换它们,我们得到

v = iR1×r1+ iR2×r2+ iR3×r3

但是串联电路中的电流相同。所以,

R1= iR2= iR3= i

v = i×r1+ i×r2+ i×r3

v = i×(r1+ r2+ r3

为了方便起见,让我们假设V是电源电压,I是电路中的总电流,R是电路的总电阻。然后,

v = i×r = i×(r1+ r2+ r3

所以,

r = r1+ r2+ r3

电阻串联的总电阻等于单个电阻的总和。

串联组合的不同组件

现在让我们看到串联不同组件的等效值。

电阻串联

我们已经看到了串联连接中电阻的结果。等效电阻等于个体电阻的总和。

r等式= r1+ r2+ r3

串联电容器

对于串联电容器而言,它略有不同。如果c等式是三个电容器C的等效电容1, C2和c3一系列,然后

1/c等式= 1/c1+ 1/c2+ 1/c3

串联电感器

最后,我们有电感器。这再次与电阻器相同;总电感等于单个电感的总和。

l等式= l1+ l2+ l3

电压分隔器

电路和电子电路中的一个重要概念是电压分离器。我们知道,串联连接的电路组件的电压下降等于其各自电阻的乘积和流过的电流。

假设我们有两个电阻r1和r2如下图所示,以串联连接。

在这里,v是电源电压,vR1和vR2是横跨R的电压滴吗1和r2分别。从欧姆法律和系列电路的特征结合在一起,我们得到

v = i×r = vR1+ vR2= i×r1+ i×r2

现在,如果我们计算第二电阻R的电压2,,,,

vR2= V×R2/(r1+ r2

在这里,从上述方程式,我们可以理解第二个电阻r的电压2是输入电源电压的一部分。由于电路本质上将两个电阻之间的输入电压划分,因此该电路称为电压分离器或电势分隔电路。

这是提供电源电压低电压的重要技术。例如,如果我们要连接5V和3.3V设备(例如Arduino和蓝牙模块),我们使用此类电压隔板将5V从Arduino降低到3.3V。

基尔乔夫的电压法

考虑以电源为单位的三个电阻的前一个示例。这三个电阻的电压降之和等于电源电压。

vs= vR1+ vR2+ vR3

通过重新安排上述方程式,我们得到了,

vs- vR1- vR2- vR3= 0

这被称为Kirchhoff的电压定律或简称KVL。根据KVL的说法,封闭环中所有电压的代数总和等于零。

系列电路的应用

系列电路的一个重要应用是我们在家中使用的节日灯进行装饰。它由几个与电源电源相连的灯泡组成。由于每个灯泡有一定的电压降,因此我们必须仔细设计串联灯泡,以使所有灯泡具有足够的电压。

从以前的解释中,我们知道,电流只有一条路径可以在串联连接中流动,并且相同的电流流过所有灯泡。因此,这些系列灯泡的问题是,如果任何一个灯泡都失效,整个套件都不会点亮。

系列连接的另一个有用的应用是串联电池连接。我们在系列电路中知道;总电压是单个电压的总和。因此,我们在串联连接两个电池中,然后将输出作为电池电压之和。

例如,您有两个12V电池。如果您将它们串联连接起来,则可以使用24V源。

结论

系列电路是基本电路之一。它只是所有组件的背对背连接,因此只有一个路径可以让电流流动。我们看到了使用灯泡和电阻器以及串联电路的特性的基本串联电路。之后,我们看一下与系列连接相关的两个重要概念:电压分隔线和基尔乔夫的电压定律(KVL)。最后,我们看到了串联电路的几个重要应用。

发表评论

您的电子邮件地址不会被公开。

电子豪华粉丝
<\/i>","library":""}}" data-widget_type="nav-menu.default">
Baidu
map