电阻,在电路中最早被认识的元件,也是最简单的元件。除了具有具体阻值的电阻器(如色环电阻、贴片电阻等)外,我们日常生活中常用的电炉、电热棒等家用电器,其电路模型也是电阻。另外,输电导线有时候也会等效为电阻。
电阻在电路中的连接方式有很多,最简单、最常用的就是串联与并联。而在讲电阻串并联之前,我们有必要先了解电阻元件的特性,即在电压和电流方向一致时,在任何时刻,电阻两端的电压和电流遵循欧姆定律:u = iR 。
其中R是电阻元件的参数,称为元件的电阻,是一个大于零的常数,单位为欧姆[Ω],简称“欧”。所以,我们日常中所说的“电阻”,有时候表示的是电阻元件,有时候又表示电阻元件的阻值。
电阻除了可以用电压除以电流求解外,还可以根据其他参数求解,如下图1-1所示。
图1-1
电阻R与长度l(L的小写)成正比,与横截面积S成反比,式中ρ为比例系数,由导体的材料和周围温度所决定,称为电阻率。当然,图1-1所示的公式,仅适用于由某种材料制成的柱形均匀导体,如导线、大部分金属。
在了解了电阻的一般性质后,我们开始这次的内容讲解吧。
一、电阻的串联
所谓电阻串联,是指流过每个电阻的电流为同一电流。换言之,各个串联电阻之间没有(支路)分支电流。其总电阻直接等于各个分电阻直接相加,如下图1-2所示。显然,总电阻大于任一串联电阻。